Wir haben immer gewusst, dass Spinat eine große Energiequelle für unsere Körper ist. Jetzt sieht es so aus, als ob das nahrhafte Grün auch Energie für andere Zwecke liefern kann.
Mit einem einfachen Membranenextrakt aus Spinatblättern haben Forscher vom Technion-Israel Institut für Technologie in Haifa eine Bio-Photo-Elektro-Chemikalie (BPEC) erfunden, die Elektrizität und Wasserstoff aus Wasser mit Sonnenlicht erzeugt.
Die einzigartige Kombination einer künstlichen BPEC-Zelle und Pflanzenmembranen, die natürlich Sonnenlicht absorbieren und es hocheffizient in einen Fluss von Elektronen für die lagerfähige chemische Energie umwandeln, ebnet den Weg für neue saubere Technologien von erneuerbaren Quellen.
Diese Leistung war eine mehrdisziplinarische Anstrengung. “Die Studie ist darin einzigartig, dass sie führende Experten von drei verschiedenen Fakultäten zusammenbringt: Biologie, Chemie und Materialtechnik”, sagte Prof. Avner Rothschild von der Abteilung für materielle Wissenschaft und Technik.
Die Studie wurde von Technion Doktorstudenten Roy I. Pinhassi, Dan Kallmann und Gadiel Saper, unter der Leitung von Rothschild, Prof. Noam Adir von der Chemieabteilung und Prof. Gadi Schuster von der Biologieabteilung geführt.
“Die Kombination von Natürlichem (Blätter) und Künstlichem (photovoltaische Zellen und elektronische Bestandteile), und die Notwendigkeit, diese Bestandteile miteinander kommunizieren zu lassen, sind komplizierte Herausforderungen, für die wir unser Wissen zusammentragen mussten”, hat Rothschild gesagt.
Die Ergebnisse wurden in der Online-Zeitschrift Nature Communication veröffentlicht. Um die Fotosynthese zu verwenden, um elektrischen Strom zu erzeugen, haben die Forscher eine eisenhaltigen Stoff zur Lösung hinzugefügt. Diese Zusammensetzung erleichtert die Übertragung von Elektronen von den Spinatblattmembranen in den elektrischen Stromkreis, was die Schaffung eines elektrischen Stroms in der Zelle ermöglicht.
Der elektrische Strom kann auch so geleitet werden, um Wasserstoffgas durch das Hinzufügen von elektrischer Kraft, von einer kleinen photovoltaischen Zelle zu bilden, die das übermäßige Licht absorbiert. Das macht die Konvertierung der Sonnenenergie in chemische Energie möglich, die innerhalb der BPEC-Zelle als gebildetes Wasserstoffgas gespeichert wird.
Der Reihe nach kann diese Energie in Hitze und Elektrizität durch Verbrennen von Wasserstoff umgewandelt werden, genauso wie man Kohlenwasserstoff verwendet.
Jedoch, anders als beim Verbrennen von Kohlenwasserstoffbrennstoffen, die das Treibhausgaskohlendioxyd in die Atmosphäre ausstrahlen und die Umgebung verschmutzen, ist das Produkt des Wasserstoffverbrennens sauberes Wasser.
Deshalb ist die von den Israelis neu eingeführte Zelle ein geschlossener Zyklus, der mit Wasser beginnt und mit Wasser endet, was die Konvertierung und Lagerung der Sonnenenergie in Wasserstoffgas erlaubt. Die Forscher glauben, dass es ein sauberer und nachhaltiger alternativer Brennstoff sein könnte.
“Diese Ergebnisse demonstrieren die Versprechung, natürliche photosynthetische Membranen und künstliche photovoltaische Zellen zu verbinden, um Sonnenenergie in Wasserstoffbrennstoff umzuwandeln”, haben die Forscher in ihrem Bericht geschrieben.
Die Studie wurde im Nancy und Stephen Grand Technion Energy Program (GTEP) durchgeführt und am Technion Wasserstofflaboratorium ausgeführt, das unter der Schirmherrschaft vom Adelis Foundation und GTEP gegründet wurde. Es wurde durch das I-Kern (israelische Zentrum für Forschungsvorzüglichkeit) Programm des Rats für Planung und des Ausschusses für Budgetieren der Hochschulbildung, der National Science Foundation, einer Bewilligung vom United States-Israel Binational Science Foundation und des deutsch-israelischen Projektzusammenarbeitungsprogrammes gefördert.
Quelle: www.thetower.org/