Sonnenenergie aus Algen gewinnen

Um Algen als kleine Energiekraftwerke nutzen zu können, haben Forscher winzige Goldelektroden in die Mikropflanzen eingebracht. Die Energie, die mithilfe der Photosynthese innerhalb der Algen erzeugt wird, kann auf diese Weise gesammelt und genutzt werden.

Photosynthese findet in den Chloroplasten der Pflanzenzellen statt. Wenn das Sonnenlicht die Chloroplasten erreicht, wird dort die Sonnenenergie in chemische Energie umgewandelt. Dabei werden energiereiche Elektronen frei. Auch die einzellige Grünalge Chlamydomonas betreibt als pflanzenartiges Lebewesen diesen Prozess der Phtosynthese. Forscher der Stanford University in Kalifornien haben nun in Zusammenarbeit mit Won Hyoung Ryu von der Yonsei University in Seoul, Südkorea versucht, dieser als Modellorganismus beliebten Alge gesammelte Sonnenenergie zu entziehen, bevor die Pflanze sie nutzen kann.

Die Wissenschaftler setzten dafür eine winzige Goldelektrode in die Chloroplasten einer Algenzelle ein und verbanden sie mit einem Messgerät. Um den Kreislauf zu schließen, wurde eine weitere Goldelektrode in das Wachstumsmedium eingebracht. Damit die Photosynthese in Gang gesetzt werden konnte, wurden die Algen mit einer Halogenlampe beleuchtet. Von den dabei frei werdenden Elektronen fingen die Goldelektroden bis zu 20 Prozent ab. Je nach Lichtintensität wurden Energiewerte von 0,6 bis 6,0 Milliampere pro Quadratzentimeter gemessen. Obwohl herkömmliche Silikon-Solarzellen mit bis zu 35 Milliampere pro Quadratzentimeter deutlich höhere Werte erreichen, sehen die Forscher eine höhere Effizienz für die Energiegewinnung aus Algen bei speziellen, für klassische Solarzellen weniger effizienten Wellenlängen des Lichts. Chlorophyll beispielsweise absorbiert blaues und rotes Licht, jedoch kaum grünes.

Um das Verfahren kommerziell nutzbar zu machen, liegt noch viel Arbeit vor den Forschern. Doch eine Frage bleibt bisher ungeklärt: Welchen Einfluss hat der Verlust der Elektronen auf die Lebenszeit der Zellen? Die Zelle muss so lange wie möglich am Leben erhalten werden, denn aus einer abgestorbenen Zelle lässt sich keine Energie gewinnen.