Durchbruch: Max-Planck-Forscher wandeln elektrischen Strom direkt in Biochemie-Energie um
Es klingt wie Zukunftsmusik, ist aber bereits Realität: Forscher am Max-Planck-Institut (MPI) für terrestrische Mikrobiologie in Marburg haben einen wegweisenden Durchbruch geschafft, aus elektrischem Strom direkt den biochemischen Energieträger ATP (Adenosintriphosphat) zu gewinnen. Damit lassen sich energiereiche Wertstoffe wie Stärke, Biokraftstoffe oder Proteine aus einfachen Zellbausteinen und sogar aus Kohlendioxid produzieren.
Direkte Umwandlung von elektrischer in biochemische Energie und Energiespeicherung
Die direkte Umwandlung von elektrischer in biochemische Energie der Max-Planck-Forscher ist ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zu einer nachhaltigen, klimaneutralen Bioökonomie. Die Grundlagenforschung der MPI-Forscher verspricht auch neue Ansätze für weitere Technolgiebereiche. Wem jetzt die Phantasie durchgeht: Ja, sogar die Speicherung grüner elektrischer Energie über längere Zeiträume in biologischen Molekülen ist damit über den künstlichen Stoffwechselweg der Forscher am MPI für terrestrische Mikrobiologie möglich.
Der von Prof. Dr. Tobias Erb, Dr. Shanshan Luo und Team entwickelte künstliche Stoffwechselweg basiert auf einer Enzymkaskade, die aus vier Enzymen besteht. Das zentrale Enzym in dieser Kaskade, die als "AAA-Zyklus" (Aldehyd Ferredoxin Oxidoreduktase (AOR)) bezeichnet wird, kann ATP durch die Verwendung von elektrischem Strom erzeugen. Dieses ATP liefert die notwendige Energie für biochemische Reaktionen wie die Bildung von Glukose-6-Phosphat (Baustein für Stärke) oder die Protein-Synthese.
Noch langer Weg zum Praxiseinsatz
Laut Erb erfordere das neue Konzept weitere umfangreiche Forschungsarbeiten, da die Enzyme noch nicht stabil genug seien, unter Sauerstoff schnell zerfallen würden und die erzeugte Energiemenge begrenzt sei. Die Forscher arbeiten daran, das Konzept für die großflächige Umwandlung von elektrischer in biochemische Energie im industriellen Maßstab zu optimieren. Das Projekt ist Teil von eBioCO2n, einer Zusammenarbeit von Max-Planck-Institut und Fraunhofer-Gesellschaft, die darauf abzielt, Forschungserkenntnisse in praktische Anwendungen und neue Technologien umzusetzen.
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