Wissenschaftler haben Blaualgen mittels Halbleiter-Beschichtung zu Mini-Kraftwerken umgebaut. Damit produzieren die wohl ältesten Lebewesen der Erde Biokraftstoff als Abfallprodukt.

 

Sie heißt Spirulina. Besser bekannt ist das spiralförmige Lebewesen aber unter dem Namen Blaualge. Diese Algen sind weltweit zu finden - in Gewässern, auf der Rinde von Bäumen oder an unwirtlichen Berggipfeln. Sie haben die effiziente Nutzung von Sonnenlicht zur Photosynthese derart perfektioniert, dass sie sogar in düsteren Grotten überleben können. Forscher haben es nun geschafft, dass sie diese Lebewesen so umbauen, dass sie Wasser reinigen. Wenn die Algen diese Aufgabe erledigt haben, kann man aus dem „Abfall“ sogar noch Biokraftstoffe herstellen.

Forschende vom Empa, einem interdisziplinären Forschungsinstitut des Bereichs für Materialwissenschaften der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) mit Sitz im Schweizerischen Thun, haben die genügsamen Blaualgen dafür mit der Technologie des „Biotemplating“  beschichtet, schreiben die Forscher in ihrer Pressemitteilung. Damit können die Algen zur Produktion von Biokraftstoffen eingesetzt werden. Das Biotemplating ist ein Verfahren – vereinfacht ausgedrückt –, um neue Oberflächenbeschichtungen anzubringen.

Erst sauberes Wasser, dann Biokraftstoffe

Die Forschenden beschichteten die rund vier Mikrometer dünnen geschraubten Schnüre der Spirulina-Einzeller zunächst mit einer feinen Hülle aus Nickel. Einer Zwiebelschale gleich folgten darauf zarte Schichten aus Zinkoxid und Zinksulfid-Nanopartikeln. Das eigentliche Forschungsziel lag hierbei darin, sauberes Wasser zu erhalten, wie Teamleiterin Laetita Philippe sagt: „Mit der photokatalytischen Aktivität der beschichteten Algen sollte ein nachhaltiger, einfacher und günstiger Prozess für die Wasseraufbereitung genutzt werden können.“ Hierbei wird das Wasser vor allem von Mikroplastik und persistenten organischen Schadstoffen befreit, die herkömmliche Aufbereitungssysteme nicht entfernen.

Ein „Nebeneffekt“ dieses Reinigungsprozesses ist, dass die Algen dann auch zur Biokraftstoffgewinnung genutzt werden können. Während sich die Zink- und Nickelverbindungen zurückgewinnen und wiederverwenden lassen, bleiben die Spirulina-Strukturen als Mini-Kraftwerke übrig. „Aus der Biomasse können Biokraftstoffe hergestellt werden“, erklärt Philippe. Neben Bioethanol und Biodiesel lassen sich die Blaualgen-Rückstände auch zur Energiegewinnung als Pellets pressen und verbrennen.

Der entwickelte Rohstoffkreislauf konnte laut Auskunft der Empa nun mittels Laborexperimenten bewiesen werden. Im größeren Maßstand ist die Technik jedoch noch nicht einsatzbereit. Die Forscher sind aber zuversichtlich.