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Israelische Wissenschaftler entwickeln saubere Sonnenenergie durch Photosynthese

26. Oktober 2020 | Allgemein | Autarkie | Freies Leben | Grenzwissenschaften | Kriege | Revolutionen | Natur | Umwelt | Wissenschaft | Forschung | connectiv.events

 

Die beiden Teams behaupten, dass ihre neuen Erkenntnisse, die sie im „Journal of Materials Chemistry A“ veröffentlicht haben, ein großer Schritt in Richtung der Etablierung von solaren BIO-Zellen als saubere Energiequelle sein könnte.

Forscher des Technion-Israel Institute of Technology und der westdeutschen Ruhr-Universität Bochum (RUB) nutzen die Kraft der Photosynthese, um eine erneuerbare, saubere Energiequelle für die Zukunft zu schaffen.

Dazu kombinieren die Forscher die Kraft der Lichtabsorption über photo-synthetische Licht sammelnde Komplexe mit der elektrochemischen Kraft des Photosystems II (PSII), einem Produkt der natürlichen Photosynthese. Diese nutzt die Wassermoleküle aus den Membranen von Pflanzen und extrahiert die von den Elektronen abgegebene Energie, um eine saubere Energiequelle zu schaffen, die als BIO-photoelektrochemische Zellen (BIOcells) bekannt ist.

„BIO-Zellen nutzen große Proteinkomplexe, so genannte Photosysteme, die die Fähigkeit haben, Sonnenlicht in elektrische Energie umzuwandeln“, sagte das Technion. „Isoliert von Pflanzen, Algen oder Cyanobakterien sind die Photosysteme in der Natur für die natürliche Umwandlung von Sonnenlicht in Energie verantwortlich“, so das Technion. PSII ist eine wertvolle Art von Photosystem, weil es Wasser als Elektronenquelle für die Stromerzeugung nutzt. Es ist die Quelle allen Sauerstoffs, den wir atmen, und aller Nahrungsmittel, die wir essen“.

 

https://genesis-pro-life.idevaffiliate.com/81.html

 

Die beiden Teams behaupten, dass ihre neuen Erkenntnisse, die sie im Journal of Materials Chemistry A veröffentlicht haben, ein großer Schritt vorwärts sein könnten, um solare BIOzellen in Zukunft zu einer gängigen, sauberen Energiequelle zu machen.

„Da die Welt danach strebt, fossile Brennstoffe durch saubere Energiequellen zu ersetzen, gilt die Solarenergie – wegen ihres Überflusses und des völligen Fehlens umweltschädlicher Elemente – als eine besonders wertvolle Energiequelle. In der Natur haben sich Bakterien, Algen und Pflanzen entwickelt, um Sonnenenergie durch Photosynthese effizient in chemische Energie umzuwandeln“, erklärte das Technion in einer Presseerklärung. „BIO-Zellen sind ein innovatives Konzept im Bereich der erneuerbaren Energien, das darauf abzielt, diesen natürlichen Prozess halbkünstlich für die Entwicklung sauberer, erschwinglicher und effizienter Energiequellen nutzbar zu machen“.

Um den Prozess in einer künstlichen Umgebung zum Funktionieren zu bringen, entwickelten die beiden Teams eine Zweikomponenten-Bioelektrode, die „die „schwierige Aufgabe der funktionellen Verbindung der Multiproteinkomplexe PBS und PSII, von denen einige speziesübergreifend kombiniert wurden“, beinhaltet.

Dabei handelt es sich um Moleküle mit „zwei oder mehr reaktiven Enden, die in der Lage sind, sich chemisch an spezifische funktionelle Gruppen von Proteinen zu binden“.

„Nach der Vernetzung von PSIIs mit PBSs war das Team dann in der Lage, die Superkomplexe in die entsprechenden Elektrodenstrukturen einzufügen“, so das Technion in seiner Erklärung. „Die Integration der PBS-PSII-Superkomplexe in ein Hydrogel auf makroporösen Indium-Zinnoxid-Elektroden (MP-ITO) verbesserte die einfallenden Photonen-Elektronen-Umwandlungseffizienzen (IPCE). Die IPCE-Werte in der „grünen Lücke“ wurden im Vergleich zu PSII-Elektroden ohne PBS verdoppelt, und die IPCE-Werte in der Grünlicht-Lücke erreichten ein Maximum von 10,9%“.

„So einzigartig PSII auch ist, seine Effizienz ist begrenzt, da es nur einen Prozentsatz des Sonnenlichts nutzen kann“, erklärte Prof. Marc Nowaczyk. „Cyanobakterien haben das Problem gelöst, indem sie spezielle lichtsammelnde Proteine, die PBS, gebildet haben, die ebenfalls dieses Licht nutzen. Diese Zusammenarbeit funktioniert in der Natur, aber noch nicht im Reagenzglas.“

 

http://www.idealsound.de

 

Prof. Noam Adir von der Schulich-Fakultät für Chemie fügte hinzu: „Genau wie in der Natur arbeiteten unsere beiden Gruppen zusammen und brachten unsere Expertise in der Isolierung der PBS mit der Expertise der Gruppe von Prof. Nowaczyk in der Isolierung der PSII zusammen. Gemeinsam haben wir die Hindernisse überwunden, die der Zusammenführung in der BIO-Zelle im Wege standen“.

„Die Fähigkeit, diese Proteine zusammenzusetzen, ist ein Durchbruch in der Entwicklung biologischer Solarzellen“, stellte das Technion fest. „Das bedeutet, dass Proteinkomplexe aus verschiedenen Spezies funktionell kombiniert werden können, um semi-artifizielle Systeme zu schaffen, die die kumulativen Vorteile der verschiedenen genutzten Spezies haben


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