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Bio-Brennstoffzellen in der Tiefsee entdeckt

Deutsche Wissenschaftler stießen bei einer Forschungsexpedition in rund 3000 Meter Wassertiefe auf Muschelfelder, in denen Bakterien Energie aus Wasserstoff erzeugen. Da kein Sonnenlicht in diese Tiefe vordringen kann, greifen die Bakterien zum Kohlehydrataufbau auf eine chemische Energiegewinnung zurück.

Ähnlich der an der Erdoberfläche stattfindenden Photosynthese handelt es sich hierbei um eine Art Chemosynthese. Die abgeschieden in der Tiefsee lebenden Organismen bilden exotische Lebensgemeinschaften, bei der sie eine symbiotische Beziehung mit den Bakterien eingehen und damit ein eigenes Kraftwerk besitzen.

Die Fundstelle, an der symbiotische Mikroorganismen Energie aus Wasserstoff gewinnen, sind untermeerische heiße Quellen im Logatchev-Feld, auf halbem Weg zwischen Karibik und Kapverdischen Inseln. Das Meerwasser wird dort durch Magma aufgeheizt, das bis zur oberen Erdkruste steigt.

Hier kamen zwei Tiefseeroboter vom IFM-GEOMAR an der Uni Kiel zum Einsatz. „Marum-Quest“ und „Kiel 6000″ entnahmen am Meeresgrund Proben. Diese zeigen, dass der Wasserstoff von in den Muschelfeldern lebenden Bakterien aktiv zur Energiegewinnung genutzt wird, ähnlich den von Menschen geschaffenen Brennstoffzellen.

Bisher waren lediglich Methan und Schwefelwasserstoff als Brennstoffe in der Tiefsee bekannt. Die Nutzung von Wasserstoff als Energiequelle wurde von den Bremer Forschern erstmals beschrieben. Die Experimente legen nahe, dass die Muscheln im Logatchev-Hydrothermalfeld annähernd 5000 Liter Wasserstoff pro Stunde umsetzen (oxidieren).

Projektleiterin Nicole Dubilier und ihr Team ermittelten eines der verantwortlichen Schlüsselenzyme für die Reaktion, das als Hydrogenase bezeichnet wird. Die Fähigkeit, Wasserstoff als Energiequelle zu nutzen scheint unter den symbiotischen Gemeinschaften weit verbreitet zu sein, sogar an Stellen, wo Wasserstoff nur in geringen Mengen vorkommt.

(ms)

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