Strom aus der Luft: Wissenschaftler entdecken Enzym zur Erzeugung sauberer Energie

Nein, es geht nicht um Windräder. Wissenschaftler haben herausgefunden, wie ein Bakterium Wasserstoff aus der Atmosphäre in Energie umsetzt.

Wissenschaftler könnten einen neuen Weg gefunden haben, wie man aus der Luft Strom gewinnt. Und nein, damit sind keine Windräder gemeint. Forscher der Monash University im australischen Melbourne haben entschlüsselt, wie ein bestimmtes Enzym in einem Bakterium Wasserstoff aus der Atmosphäre in Energie umsetzt.

"Strukturelle Grundlage für die bakterielle Energiegewinnung aus atmosphärischem Wasserstoff" lautet übersetzt der Titel des möglicherweise bahnbrechenden Artikels, der gerade in der Fachzeitschrift "Nature" erschienen ist.

Bakterien wandeln durch Enzym Wasserstoff in Energie um

Dass Bakterien diese Fähigkeit besitzen, um zu wachsen und auch in lebensfeindlicher Umgebung zu überleben, war der Forschung bereits bekannt. "Aber wir wussten nicht, wie sie das gemacht haben", sagt Chris Greening, einer der Autoren der Studie. "Bis jetzt".

Das Team um Greening hat dazu das Bakterium Mycobacterium smegmatis untersucht, das nicht nur im menschlichen Genitalbereich vorkommt, sondern auch in vielen Bodenproben gefunden wurde.

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Genauer gesagt, isolierten die Forschenden das in dem Bakterium vorkommende Enzym Huc an. Das sauerstoffunempfindliche Molekül gilt als besonders effektiv in der Umwandlung von Wasserstoff in elektrischen Strom.

Bindet Wasserstoff und blendet Sauerstoff aus

"Im Gegensatz zu allen anderen bekannten Enzymen und chemischen Katalysatoren verbraucht es sogar Wasserstoff unterhalb der atmosphärischen Konzentration", sagt Rhys Grinter, einer der Leiter der Untersuchung. Das entspreche "nur 0,00005 % der Luft, die wir atmen."

"Huc nutzt enge hydrophobe Gaskanäle, um selektiv atmosphärisches H2 auf Kosten von O2 zu binden", heißt es in der Studie. "[3Fe-4S]-Cluster modulieren die Eigenschaften des Enzyms, sodass die Oxidation von atmosphärischem H2 energetisch machbar ist".

Leicht zu züchten und zu lagern

Positiv für eine zukünftige Nutzung von Huc als einer Art natürlicher Batterie ist die Robustheit des Enzyms. "Man kann das Enzym einfrieren oder auf 80 Grad Celsius erhitzen, und es behält seine Fähigkeit, Energie zu erzeugen", sagt Ashleigh Kropp, eine weitere Autorin der Studie.

Huc kann also leicht gezielt gezüchtet werden. Ryhs Grinter zeigt sich optimistisch: "Wenn wir Huc erst einmal in ausreichenden Mengen produziert haben, sind der Nutzung zur Erzeugung sauberer Energie buchstäblich keine Grenzen mehr gesetzt".

VIDEO: Forscher erzeugen Wasserstoff aus Luft mittels Fotosynthese