Erstaunliche Entdeckung Bakterien-Enzym macht aus Luft Elektrizität
Kann ein Bakterien-Enzym die Energieprobleme unserer Welt lösen? Australische Forscher haben jetzt eine bahnbrechende Entdeckung gemacht.
Es wäre einfach himmlisch, wenn die neuesten Erkenntnisse eines australischen Forscherteams sich in großem Stil in die Praxis umsetzen ließen. Denn dann würden wir bald aus Luft Elektrizität herstellen können – ganz sauber.
Im Kleinen ist genau das jetzt beobachtet worden. Wissenschaftler der Monash University in Melbourne (Australien) haben ein Enzym entdeckt, das Luft in Elektrizität umwandelt und damit eine nahezu unbegrenzte Quelle sauberer Energie erschließen könnte. Das Enzym stammt aus einem ganz gewöhnlichen Bodenbakterium namens Mycobacterium smegmatis, wie die Forscher im Wissenschaftsmagazin "Nature" schreiben.
Entdeckte Bakterienart überlebte in unwirtlichen Verhältnissen
Die Bakterienart kommt sowohl in verschiedenen Erdböden als auch im menschlichen Körper vor. Die Forschungsgruppe stellte sich die Frage, wie dieses Bakterium in extrem kargen Böden überleben kann, was es also am Leben erhält.
"Wir wissen schon seit einiger Zeit, dass Bakterien Spuren von Wasserstoff in der Luft als Energiequelle nutzen können, um zu wachsen und zu überleben, sogar in antarktischen Böden, Vulkankratern und in den Tiefen des Ozeans", sagte Studienleiter Professor Chris Greening der britischen Tageszeitung "The Independent". "Aber wir wussten nicht, wie sie das machen – bis jetzt".
Die Wissenschaftler extrahierten ein Enzym namens Huc aus den Bakterien und untersuchten es mit mehreren hochmodernen Methoden. Schnell wurde klar, dass Huc gasförmige Wasserstoff-Moleküle aus der Umgebungsluft in Elektrizität umwandelt. Dabei war es "bemerkenswert effizient und erstaunlich stabil", wie die Forscher in ihrer Studie schreiben.
"Wie eine natürliche Batterie"
"Im Gegensatz zu allen anderen bekannten Enzymen und chemischen Katalysatoren verbraucht es sogar Wasserstoff unterhalb des atmosphärischen Niveaus – nur 0,00005 Prozent der Luft, die wir atmen", sagte Dr. Rhys Grinter, Co-Autor der Studie.
Huc ist also so etwas wie eine natürliche Batterie, die nur aus Luft oder aus zugesetztem Wasserstoff dauerhaft elektrischen Strom erzeugt.
Die Forschung steht noch ganz am Anfang, aber Potenzial für "luftbetriebene" elektrische Geräte, zum Beispiel als Alternative zu solarbetriebenen, sehen die australischen Forscher jetzt schon.
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Ein Riesenvorteil sind dabei die Bakterien, die Enzyme wie Huc produzieren. Sie seien weit verbreitet und könnten auch in großen Mengen gezüchtet werden. Die Enzym-Quelle müsste also nie versiegen. Experimente hätten außerdem gezeigt, dass es möglich sei, gereinigtes Huc über lange Zeiträume bei Temperaturen um den Gefrierpunkt oder bis zu 80 Grad Celsius zu lagern, ohne dass es seine Fähigkeit zur Stromerzeugung verliere.
Das unmittelbare Ziel der Forscher besteht eigener Aussage nach nun darin, die Produktion von Huc so zu steigern, dass es in einem sinnvollen Umfang effizient genutzt werden kann.
"The sky is the limit", sagt Grinter. Diese Redensart heißt übersetzt so viel heißt wie "grenzenlos". Wenn Huc erst einmal in ausreichenden Mengen hergestellt werden kann, sind laut Grinter der Nutzung zur Erzeugung sauberer Energie buchstäblich keine Grenzen mehr gesetzt.
- Nature.com: "Structural basis for bacterial energy extraction from atmospheric hydrogen" (englisch)
- The Independent: "Scientists discover how to make electricity ‘out of thin air’" (englisch)
