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Bakterien gefunden, die Methan in Strom umwandeln

02.05.2022

Mikrobiologen der Universität Nijmegen in den Niederlanden haben herausgefunden, dass das Bakterium Candidatus Methanoperedens in der Lage ist, Methan in nutzbare Energie umzuwandeln. Mit seiner Hilfe gelang es den Wissenschaftlern, 31 % des schädlichen Gases in Strom umzuwandeln.

Das Bakterium Candidatus Methanoperedens gehört zu den anaeroben methanotrophen Archaeen – Mikroben, die unter extremsten Bedingungen überleben können, selbst wenn kein Sauerstoff vorhanden ist. Diese Bakterien kommen in stickstoffbelastetem Süßwasser wie Gräben und Seen vor. Sie brauchen Nitrat, um Methan abzubauen.

Forscher haben so etwas wie eine Batterie mit zwei „Anschlüssen“ geschaffen: einer davon ist biologisch, der andere chemisch. Candidatus Methanoperedens wurde auf einer der Elektroden gezüchtet, wo Bakterien begannen, Elektronen abzugeben, die durch die Spaltung von Methan entstanden. So konnten 31 % des produzierten Methans in Strom umgewandelt werden.

Die Effizienz der Methode ist bisher nicht hoch, kann aber im Zuge weiterer Experimente gesteigert werden.

„Das kann für die Energiewirtschaft und die Umwelt sehr vorteilhaft sein. In Biogasanlagen wird Methan von Mikroorganismen produziert und dann verbrannt, was eine Turbine antreibt. Weniger als die Hälfte des Biogases wird in Strom umgewandelt, und das ist die maximal erreichbare Leistung . Wir wollen prüfen, ob wir mehr erreichen“, erklärt Studien-Co-Autorin Cornelia Velte.

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Gadi Rotenberg, Professor an der Universität Amsterdam, gelang es jedoch, chirales Palladium herzustellen. Dazu verwendete er die einfachste Methode der Metallrückgewinnung aus seinem Salz in Gegenwart kurzer Moleküle des optischen Isomers, in diesem Fall China-Alkaloid. Als die organischen Stoffe entfernt wurden, wurde ein schwarzes Palladiumpulver erhalten, das die Eigenschaft der Chiralität hat.

Auch die mechanische Bearbeitung konnte diese Eigenschaft nicht zerstören: Mit einer 10-Tonnen-Presse schmiedeten Wissenschaftler eine Scheibe von der Größe einer Münze in zwei europäischen Cent und schickten sie zum Testen nach Israel, an das Weizmann Institute of Science. Dort überprüften sie den dem Palladium innewohnenden photoelektrischen Effekt und stellten fest, dass die Anzahl der aus einer Metallscheibe herausgeschlagenen Elektronen von der Polarisation des einfallenden Lichts abhängt.

„Ich bin mir sicher, dass chirale Metalle die Grundlage für grundlegend neue Katalysatoren werden“, sagt Prof. Rotenberg.

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