25. Januar 2023, 11:06 Uhr | Lesezeit: 3 Minuten
Um die Umwelt zu schützen und Ressourcen zu schonen, suchen Forscher immer wieder nach neuen Möglichkeiten der Energieversorgung. Jetzt ist es ihnen gelungen, Pflanzen als Bio-Solarzellen zu nutzen.
Wie lässt sich Energie erzeugen, ohne dabei wertvolle Ressourcen zu verschwenden oder der Umwelt zu schaden? Mit dieser Frage beschäftigen sich Forscher schon lange. Jetzt ist es ihnen gelungen, wirklich „grüne“ Energie zu erzeugen – und zwar mithilfe von Pflanzen. Das Team um den Wissenschaftler Noam Adir der Technischen Universität Haifa in Israel hat es geschafft, mit Sukkulenten Strom zu erzeugen. Wie sie aus Pflanzen Solarzellen entwickelt haben, haben sie jetzt in „ACS Applied Materials & Interfaces“ publiziert.
So funktioniert die lebende Bio-Solarzelle
Den Forschern ist es gelungen, eine lebende Bio-Solarzelle zu schaffen, die mit Fotosynthese arbeitet. Bei diesem Prozess wird bei den Pflanzen CO2 durch Sonnenlicht in Sauerstoff und Zucker umgewandelt. Diesen Prozess hat das Forscherteam zur Stromerzeugung genutzt. Denn bei der Fotosynthese bewegen sich Elektronen durch den Organismus. Dabei entsteht ein ständiger Fluss von Elektronen – ähnlich wie in Solarzellen. Diesen Vorgang machten sich die Wissenschaftler zunutze und entwickelten eine Methode, um den Elektronenfluss in Elektrizität umzuwandeln.
Für die Methode wurden Sukkulenten verwendet, da diese in trockenen Umgebungen eine dicke Haut haben, um Wasser und Nährstoffe in ihren Blättern zu halten. Die Forscher wollten herausfinden, ob die Fotosynthese in Sukkulenten Strom erzeugen kann, indem das Wasser und die Nährstoffe in den Blättern als Elektrolytlösung verwendet werden. Verwendet wurde dabei die Sukkulente Corpuscularia lehmannii, auch Eispflanze genannt.
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Wie Sukkulenten in ein natürliches Kraftwerk verwandelt werden
Um die Pflanze zur Solarzelle zu machen, führten die Forscher eine Eisenanode und eine Platinkathode in die Blätter. Dabei diente die dicke, wasserspeichernde Außenschicht der Sukkulente als elektrochemischer Behälter – das innere Wasser als Elektrolyt. Anschließend wurde die Spannung gemessen.
Das Ergebnis: Ein einzelnes Blatt lieferte eine Spannung von bis zu 0,28 Volt. Dieser Wert liegt zwar unter einer normalen Batterie – allerdings handelt es sich auch nur um ein einziges Blatt. Demnach deuten frühere Studien wohl daraufhin, dass die Spannung auch erhöht werden könnte, würde man mehrere Blätter in einer Reihe schaltet.
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Forscher stehen noch am Anfang
Den Wissenschaftlern ist es gelungen, mithilfe eines Blattes Strom zu erzeugen. Sie haben somit ein Mini-Kraftwerk geschaffen, das nachhaltig und natürlich ist. Allerdings stehen die Untersuchungen noch ganz am Anfang. Bisher wurde auch noch nicht geklärt, inwieweit es möglicherweise Risiken für die Pflanzen bei dieser Methode gibt.