Wissenschaftler haben ein Bakterium geschaffen, das aus Sonnenlicht, Kohlendioxid und Wasser eine potenzielle Brennstoffquelle darstellt. Die sogenannten "Cyborgs" erzeugen Essigsäure, eine Chemikalie, die in Kraftstoff und Kunststoff umgewandelt werden kann.
In Laborexperimenten wurde festgestellt, dass Bakterien Sonnenlicht viel effizienter absorbieren als Pflanzen. Die Arbeit wurde auf einem Treffen der American Chemical Society in Washington vorgestellt.
Forscher haben jahrelang versucht, die Photosynthese künstlich zu replizieren. In der Natur ist das grüne Pigment Chlorophyll das Hauptelement dieses Prozesses. Dank Sonnenlicht hilft es Pflanzen, Kohlendioxid und Wasser in Sauerstoff und Glukose umzuwandeln. Während es funktioniert, sagen Wissenschaftler, dass der Prozess relativ ineffektiv ist. Dies ist das gleiche Problem bei den meisten bisher entwickelten künstlichen Systemen.
Der neue Ansatz zielt darauf ab, die Leistung zu verbessern, indem Bakterien im Wesentlichen mit Sonnenkollektoren ausgestattet werden. Nach Durchsicht der alten mikrobiologischen Literatur stellten die Forscher fest, dass einige Bakterien eine natürliche Abwehr gegen Cadmium, Quecksilber oder Blei haben, die es ihnen ermöglicht, Schwermetalle in anorganische Sulfide umzuwandeln. Die Umwandlung führt zu winzigen kristallinen Halbleitern auf der Oberfläche des Mikroorganismus.
"Es ist peinlich einfach, wir haben die natürlichen Fähigkeiten dieser Bakterien angepasst, die noch nie aus diesem Blickwinkel betrachtet wurden", sagt Kelsey Sakimoto von der Harvard University (USA). „Wir züchten Bakterien und injizieren kleine Mengen Cadmium. Sie produzieren Cadmiumsulfidkristalle, die sich dann außerhalb ihres Körpers ansammeln. Wachsen Sie sie in einer flüssigen Brühe und fügen Sie einfach kleine Aliquots Cadmiumlösung hinzu, warten Sie ein paar Tage, und diese photosynthetischen Organismen werden erscheinen."
Diese neu beliebten Bakterien produzieren Essigsäure, im Wesentlichen Essig, aus CO2, Wasser und Licht. Ihre Produktivität liegt bei etwa 80%, was viermal höher ist als bei kommerziellen Solarmodulen und sechsmal höher als bei Chlorophyll.
Sakimoto glaubt, dass diese Bakterien Vorteile gegenüber anderen Methoden zur Erzeugung grüner Energie aus biologischen Quellen haben. Andere Technologien für die künstliche Photosynthese erfordern teure feste Elektroden. Cyborgs hingegen benötigen nur riesige Flüssigkeitsreservoirs, die sich in der Sonne befinden müssen - Bakterien vermehren sich und reparieren sich selbst, was die Technologie abfallarm macht. Es ist für ländliche Gebiete oder Entwicklungsländer geeignet.
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Die Forschungsarbeiten wurden an der University of California in Berkeley durchgeführt. Als nächstes werden Wissenschaftler nach harmloseren Lichtabsorbern als Cadmiumsulfid suchen.
