Revolution im Energiesektor: Neuer Biokatalysator für grünen Wasserstoff!

Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Deutschland - Die Suche nach nachhaltigen Energielösungen hat in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen, insbesondere im Hinblick auf die Produktion von grünem Wasserstoff. Ein bedeutender Fortschritt in diesem Bereich wurde kürzlich von Forschenden der Ruhr-Universität Bochum vorgestellt. Laut news.rub.de sind Mikroorganismen in der Lage, Wasserstoff in Abwesenheit von Luft zu produzieren, wobei das Enzym [FeFe]-Hydrogenase eine Schlüsselrolle spielt.

Dieses Enzym hat sich als ein effizienter Biokatalysator für die Herstellung von grünem Wasserstoff erwiesen. Bisher schränkte allerdings die schnelle Zerstörung des Enzyms durch Sauerstoff dessen Nutzungsmöglichkeiten ein. Die Bochumer Wissenschaftler konnten einen neuen Typ von sauerstoffstabiler [FeFe]-Hydrogenase isolieren und dessen Mechanismen untersuchen, die zur Sauerstoffstabilität beitragen. Diese Erkenntnisse wurden am 23. April 2025 im „Journal of American Chemical Society“ veröffentlicht.

Die Rolle von Archaeen in der Wasserstoffproduktion

Ein weiterer interessanter Aspekt der Wasserstoffproduktion erfolgt durch Archaeen, die neben Bakterien und Eukaryoten zu den drei großen Gruppen der Lebewesen gehören. Wie wissenschaft.de berichtet, gewinnen diese Mikroorganismen Energie durch spezielle Enzyme, die Wasserstoff umwandeln und herstellen. Diese Strategie zur Energiegewinnung hat den Archaeen erlaubt, in extremen Umgebungen zu überleben und könnte somit zur Entwicklung neuer nachhaltiger Technologien beitragen.

Wasserstoff gilt als Schlüssel zu einer emissionsfreien Energieversorgung. Die klimaneutrale Produktion von Wasserstoff erfordert jedoch erneuerbare Energiequellen, die ohne CO2-Emissionen auskommen. Forscher der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel haben in diesem Zusammenhang neue Wege zur Wasserstoffproduktion untersucht. Ein Team um Kirstin Gutekunst erforscht ein Cyanobakterium, das durch Photosynthese Wasserstoff produziert. Normalerweise verbraucht dieses Bakterium den Wasserstoff sofort, doch Forscher haben eine Hydrogenase modifiziert, um die Wasserstoffproduktion über einen längeren Zeitraum zu ermöglichen.

Innovationen bei Cyanobakterien

Dieser innovative Ansatz könnte die Wasserstoffproduktion revolutionieren. Das Forschungsteam hat eine Methode entwickelt, um Elektronen aus der Photosynthese von Cyanobakterien umzuleiten, sodass diese für die Wasserstoffproduktion verwendet werden können. Dies könnte zu einer signifikanten Steigerung der Wasserstoffproduktion im Vergleich zu früheren Experimenten führen. Der neue Prozess läuft in lebenden Zellen und ermöglicht eine kontinuierliche Wasserstoffproduktion.

Trotz dieser vielversprechenden Entwicklungen bleibt eine Herausforderung die Inaktivierung der Hydrogenasen in Gegenwart von Sauerstoff. Um diesem Problem zu begegnen, wird bei den Cyanobakterien teilweise auf eine anoxygene Photosynthese umgestellt. Langfristig haben die Forscher das Ziel, die Elektronen aus der Wasserspaltung für die ausschließliche Wasserstoffproduktion zu nutzen. Solche Fortschritte bieten spannende Perspektiven für die nachhaltige Energiegewinnung und die Etablierung eines klimaneutralen Wasserstoffmarktes, wie auch von erneuerbareenergien.de aufgezeigt wird.