Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die Designzelle als Energielieferant: BMBF fördert Projekt unter Federführung der RUB

09.07.2009
Lichtgetriebene Wasserstoffproduktion mit "lebendem" Katalysator

Mit einer Gesamtsumme von 4,3 Millionen Euro fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) das deutschlandweit größte Verbundprojekt zur Biowasserstoffproduktion: Unter der Leitung von Prof. Dr. Matthias Rögner (Biochemie der Pflanzen, Fakultät für Biologie und Biotechnologie der RUB) arbeiten acht international ausgewiesene Arbeitsgruppen fachübergreifend an der Entwicklung einer biologischen "Designzelle", die mit Hilfe von Solarenergie Wasserstoff aus Wasser erzeugt.

Das Projekt hat eine Laufzeit von drei Jahren. Beteiligt sind Biochemiker und Chemiker, Biophysiker und Physikochemiker, Mikrobiologen und Verfahrenstechniker aus Bochum, Berlin, Bielefeld, Köln und Mülheim. Allein die beteiligten Lehrstühle der RUB erhalten 2,2 Millionen Euro.

Aus zwei mach eins

Zunutze machen sich die Forscher die Photosynthese einzelliger Cyanobakterien ("Blaualgen"), die sie direkt mit dem wasserstoffproduzierenden Enzym Hydrogenase verbinden. Da Cyanobakterien keine leistungsfähige Hydrogenase besitzen, "importieren" die Wissenschaftler das Enzym aus Grünalgen - und optimieren es gleichzeitig so, dass es auch in Gegenwart von Sauerstoff voll funktionsfähig bleibt. Bei direkter Anbindung an den Prozess der photobiologischen Wasserspaltung sollen auf diese Weise Wasserstoffproduktionsraten erzielt werden, die mindestens einen Faktor 100 über den höchsten Raten liegen, die sich zurzeit mit photosynthetischen Organismen erzielen lassen.

Lebender Katalysator: fleißig und genügsam

Voraussetzung dafür ist, den Energiestoffwechsel der Zelle in vielen Einzelschritten so umzugestalten, dass die Blaualgenzelle über 75 Prozent der verfügbaren Energie für die Erzeugung von Wasserstoff anstelle von Biomasse verwendet: Die Cyanobakterienzelle wird praktisch zum lebenden Katalysator umfunktioniert, der sich durch Teilung stetig vermehrt und außer Wasser, Nährsalzen und Sonnenenergie keine Ansprüche hat.

Konkurrenzfähig am Markt

Kostenanalysen von Prof. Dr. Hermann-Josef Wagner (Lehrstuhl für Energiesysteme und Energiewirtschaft, Fakultät für Maschinenbau der RUB) zeigen, dass der mit diesen zukünftigen "Designzellen" erzeugte Wasserstoff ökonomisch konkurrenzfähig ist - wenn es gleichzeitig gelingt, Massenfermentationssysteme für Mikroalgen ("Photobiofermenter") zu entwickeln, deren Preis unter zehn Prozent der Kosten bisheriger verfügbarer Systeme liegt. Derartige Entwicklungen sind ein entscheidender Teil des Projektes, sie wurden mit umliegenden Firmen bereits erfolgreich angegangen.

Vorläuferprojekt "Bio-H2"

Das vom BMBF neu bewilligte Projekt "Design natürlicher Systeme zur lichtgetriebenen Wasserstoffproduktion" basiert auf dem vor kurzem beendeten BMBF-Projekt "Bio-H2", in dem Forscher unter Federführung der RUB die "Biobatterie" entwickelt haben - ein teils künstliches (semiartifizielles) System zur Biowasserstoffproduktion. Für das Folgeprojekt zum Design "natürlicher" Zellen als Wasserstofflieferanten hat das Ministerium die Fördermittel nun nahezu verdoppelt.

Projektpartner

Von der bewilligten Gesamtsumme entfallen ca. 2,2 Millionen Euro auf die drei von der RUB beteiligten Projektpartner: Prof. Matthias Rögner und Prof. Thomas Happe (Lehrstuhl für Biochemie der Pflanzen) sowie Prof. Hermann-Josef Wagner (Lehrstuhl für Energiesysteme und Energiewirtschaft). An dem Verbundprojekt sind zudem beteiligt: FU Berlin (Prof. Holger Dau), HU Berlin (Prof. Bärbel Friedrich / Dr. Oliver Lenz), Universität Bielefeld (Prof. Joachim Heberle), Universität Köln (Prof. Albrecht Berkessel) sowie das MPI für Bioanorganische Chemie in Mülheim an der Ruhr (Prof. Wolfgang Lubitz).

Weitere Informationen

Prof. Dr. Matthias Rögner, Lehrstuhl für Biochemie der Pflanzen, Fakultät für Biologie und Biotechnologie der Ruhr-Universität Bochum, Tel. 0234/32-23634, E-Mail: matthias.roegner@rub.de

Redaktion: Jens Wylkop

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.ruhr-uni-bochum.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Mikro-U-Boote für den Magen
24.01.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht Echoortung - Lernen, den Raum zu hören
24.01.2017 | Ludwig-Maximilians-Universität München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Forscher spinnen künstliche Seide aus Kuhmolke

Ein schwedisch-deutsches Forscherteam hat bei DESY einen zentralen Prozess für die künstliche Produktion von Seide entschlüsselt. Mit Hilfe von intensivem Röntgenlicht konnten die Wissenschaftler beobachten, wie sich kleine Proteinstückchen – sogenannte Fibrillen – zu einem Faden verhaken. Dabei zeigte sich, dass die längsten Proteinfibrillen überraschenderweise als Ausgangsmaterial schlechter geeignet sind als Proteinfibrillen minderer Qualität. Das Team um Dr. Christofer Lendel und Dr. Fredrik Lundell von der Königlich-Technischen Hochschule (KTH) Stockholm stellt seine Ergebnisse in den „Proceedings“ der US-Akademie der Wissenschaften vor.

Seide ist ein begehrtes Material mit vielen erstaunlichen Eigenschaften: Sie ist ultraleicht, belastbarer als manches Metall und kann extrem elastisch sein....

Im Focus: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Gehirn und Immunsystem beim Schlaganfall – Neueste Erkenntnisse zur Interaktion zweier Supersysteme

24.01.2017 | Veranstaltungen

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mikro-U-Boote für den Magen

24.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Echoortung - Lernen, den Raum zu hören

24.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

RWI/ISL-Containerumschlag-Index beendet das Jahr 2016 mit Rekordwert

24.01.2017 | Wirtschaft Finanzen