Fotosynthese zur Stromerzeugung nutzen

Bei der Photosynthese verwandelt eine Pflanze Solarenergie in chemische Energie. Dabei werden Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O) unter Einwirkung von Licht in einer chemischen Reaktionsreihe in Glucose und Sauerstoff verwandelt. Diese beiden Produkte machten sich die Forscher zunutze. Sie konstruierten eine Elektrode mit einem Enzym, das Glucosemoleküle chemisch oxidiert und einem weiteren, das Sauerstoff zu Wasser reduziert. Auf einem Kaktusblatt eingesetzt, kann diese Vorrichtung bei Lichteinwirkung Stromfluss feststellen, der bis zum Abschalten der Lampe andauert.

Kraftwerk im Körper

Bis zu neun Watt pro Quadratzentimeter seien bei einem Kaktusblatt erreichbar, so die Studienautoren Victoria Flexner und Nicolas Mano. Die Ausbeute steigt mit der Lichtintensität, da die Produktion von Glucose und Sauerstoff mit stärkerer Beleuchtung erhöht wird und somit mehr "Treibstoff" für die Zelle vorhanden ist. Vielleicht wird man in Zukunft auf diese Weise zu neuen Strategien für umweltfreundliche, erneuerbare Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie gelangen, hoffen die Wissenschaftler.

Was den Forschern vorschwebt, ist die Schaffung von "Biotreibstoff"-Zellen für medizinische Anwendungen, die man unter der Haut einsetzt. Diese könnten sich die chemische Energie aus dem in Körperflüssigkeiten vorhandenen Sauerstoff und Glucose zunutze machen und dadurch Strom erzeugen. Praktisch wäre das für Sensoren im Körper, die zum Beispiel die Glucose-Werte von Diabetikern automatisch mitverfolgen und gegebenenfalls ein Warnsignal geben.

Einblick in ein faszinierendes Schauspiel der Natur

Außergewöhnlich ist jedoch auch, dass durch den Versuchsaufbau erstmals der Verlauf der Glucosekonzentration während der Photosynthese beobachtet werden konnte. Das soll zum besseren Verständnis dieser Meisterleistung der grünen Pflanzen liefern, deren Funktionsweise bisher noch immer nicht ganz geklärt werden konnte.