„Algen-Generator“ in Batteriegröße versorgt Mini-Computer mit Strom

Durch Photosynthese erzeugen Pflanzen und Mikroorganismen Nährstoffe, die sie zum Leben brauchen. Quasi als Abfallprodukt entstehen auch frei werdende Protonen und Elektronen, also quasi Strom. Forscher:innen der Universität Cambridge ist es nun gelungen, diese Energiequelle zu nutzen. Sie versorgten einen Mikroprozessor ein Jahr lang mit Strom – und zwar aus Algen. Das System lief dabei nur durch Sonnenlicht und Wasser. Ihre Innovation könnte sich in Zukungt als ein zuverlässiger und nachhaltiger Weg herausstellen, um kleine Sensoren zu betreiben.

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Der Aufbau ist dabei in etwa so groß wie eine AA-Batterie und enthält eine verbreitete Algenart namens Synechocystis. Der geringe Strom, der von der Bakterienart abgegeben wird, wird dabei von einer Aluminiumelektrode zu einem Mikroprozessor geleitet. „Wir waren überrascht, wie zuverlässig das System lief. Wir dachten, dass es nach einigen Wochen stoppt, aber lief und lief“, sagt Paolo Bombelli, der die Ergebnisse des Experiments als Erstautor in einer Studie zusammenfasste.

Algen-Energiezellen funktionierten auch in der Nacht

Der Microprozessor, ein Arm Cortex M0+, kommt dabei mit wenig Energie aus, weshalb er in vielen Anwendungen des „Internet of Things“ verwendet wird. Die dafür benötigte Algen-Energiezelle ließe sich außerdem einfach herstellen und ist kostengünstig. Dabei müssen die Algen nicht gefüttert werden, denn sie produzieren ihre Nährstoffe selbst. Und obwohl die Photosynthese Licht benötigt, produzieren die Algen auch nachts Strom. Die Forscher:innen glauben dabei, dass das mit der kontinuierlichen Nährstoffaufnahme der Algen zusammenhängt.

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Die Forscher:innen sind dabei der Meinung, dass Algen auch in Zukunft für die Stromversorgung von Kleingeräten zum Einsatz kommen könnten. Bereits heute sind im „Internet of Things“ Milliarden kleiner Prozessoren mit dem Internet verbunden. Sie liefern dabei meist Umgebungsdaten – von Bewegungsdaten von Smartwatches bis hin zu Temperaturdaten von Wetterstationen. Als Testumgebung bauten die Forscher:innen daher eine „häusliche Umgebung mit Semi-Outdoor-Bedingungen“ auf, in der auch viele solcher Steuerelemente zum Einsatz kommen.

Umweltfreundliche Technologie

Die Zahl solcher „Internet of Things“-Geräte soll laut Aussendung der Expert:innen bis 2035 auf eine Milliarde anwachsen. All diese Geräte mit Lithium-Ionen-Batterien zu betreiben, wäre laut den Forschenden überaus unpraktisch, denn es brauche dazu die dreifache Menge an Batterien, die bisher pro Jahr produziert wird. Zudem sei die Algen-Energiezelle auch umweltfreundlicher. Verglichen mit einem traditionellen Photovoltaik-Modul würden etwa keine seltenen und giftigen Ressourcen gebraucht.