Wissenschaftler:innen aus Großbritannien haben eine Alge benutzt, um Computer per Photosynthese mit Strom zu versorgen. Die neue Energiequelle könnte künftig zuverlässig und nachhaltig kleine elektronische Geräte betreiben.
Ein neues System, das aus einer gewöhnlichen Alge eine erneuerbare Energiequelle macht? Und das alles nur mithilfe von Licht und Wasser? Klingt unglaublich, ist offenbar aber tatsächlich möglich.
Forscher:innen der britischen University of Cambridge haben nämliche eine weitverbreitete Blaualgenart verwendet, um einen Mikroprozessor ein Jahr lang ununterbrochen mit Strom zu versorgen.
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Das Team hat seine Forschungsergebnisse in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift Energy & Environmental Science unter dem Titel „Powering a Microprocessor by Photosynthesis“.
So erzeugt die Alge Strom für den Computer
Das System ist etwa so groß wie eine handelsübliche AA-Batterie. In seinem Inneren befindet sich die ungiftige Alge „Synechocystis“. Sie gewinnt auf natürliche Weise mithilfe von Fotosynthese Energie aus der Sonne.
Dabei wird in winzigen Mengen elektrischer Strom erzeugt, der wiederum mit einer Aluminium-Elektrode interagiert. Dieses Zusammenspiel ist in der Lage, einen Mikroprozessor anzutreiben.
„Unser fotosynthetisches Gerät entlädt sich nicht wie eine Batterie, da es kontinuierlich Licht als Energiequelle nutzt“, beschreibt einer der Hauptautoren Chris Howe vom Fachbereich Biochemie der Universität Cambridge die innovative Entwicklung.
„Das wachsende Internet der Dinge benötigt immer mehr Energie und wir glauben, dass diese von Systemen kommen muss, die Energie erzeugen können, anstatt sie einfach wie Batterien zu speichern“, so Howe weiter.
University of Cambridge, UK, Paolo Bombelli
Alge als preisgünstige und nachhaltige Energiequelle
Während der Prozess komplett natürlich abläuft, besteht auch das System selbst aus gewöhnlichen, weitestgehend recycelbaren Materialien. Zudem sind die einzelnen Komponenten preisgünstig. Eine gute Nachricht, denn das bedeutet gleichzeitig auch, dass das System in großen Mengen hergestellt werden kann.
Da die erzeugte Menge Strom eher klein ist, eignet sich die neue Energiequelle besonders für kleinere Geräte. Die Forscher:innen glauben, dass das System vor allem in Situationen nützlich sein kann, in denen es nur eingeschränkt Zugang zu Stromquellen gibt, wie es zum Beispiel an abgelegenen Orten der Fall ist.
Algen-Energie mit langer Lebensdauer
Beim ihrem Experiment benutzten die Forscher:innen die Fotosynthese der Alge, um den Mikroprozessor „Arm Cortex M0+“ mit Strom zu versorgen. Dabei waren die Wissenschaftler:innen vor allem von der Langlebigkeit der Energiequelle überrascht.
„Wir waren beeindruckt, wie beständig das System über einen langen Zeitraum funktionierte – wir dachten, es würde nach ein paar Wochen aufhören, aber es lief immer weiter“, sagte Erstautor Dr. Paolo Bombelli vom Fachbereich Biochemie.
Außerdem stellten die Forschenden fest, dass die Alge auch bei Dunkelheit weiter Strom erzeugt. Das sei darauf zurückzuführen, dass sie einen Teil ihrer Nahrung verarbeitet, wenn kein Licht vorhanden ist.
Nach sechs Monaten kontinuierlicher Stromerzeugung unter Umwelteinflüssen wie natürlichem Licht und schwankenden Temperaturen veröffentlichte das Team die Ergebnisse seiner Studien.
Neuer Algen-Strom kann Millionen von Geräten versorgen
Bis 2035 erwarten die Wissenschaftler:innen, dass etwa eine Billionen Geräte dauerhaft mit Strom versorgt werden müssen. Dazu gehören beispielsweise Smartwatches oder auch Temperatursensoren in Kraftwerken.
Würde man all diese Kleingeräte mit Lithium-Ionen-Batterien versorgen, würde etwa dreimal mehr Lithium benötigt, als jährlich weltweit produziert würde. Diese habe zudem negative Auswirkungen auf die Umwelt.
Eine per Alge betriebene Stromquelle wäre da eine gute Alternative.
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