Hightech

HIGHTECH

19.06.2021 - 09:15 | CES Cleantech Energy Systems
18.06.2021 - 13:15 | Schneider Electric GmbH
18.06.2021 - 06:15 | pressetext.redaktion

BUSINESS

MEDIEN

LEBEN

pte20210512022 Umwelt/Energie, Forschung/Entwicklung

Enzym-System revolutioniert Energiewirtschaft

Forscher kreieren einen platinfreien Biokatalysator für Brennstoffzellen und Wasser-Elektrolyse


TUM-Forscher im Labor: neues Enzym-System effizient (Foto: tum.de, Jan Winter)
TUM-Forscher im Labor: neues Enzym-System effizient (Foto: tum.de, Jan Winter)

München/Bochum/Marseille/Mülheim (pte022/12.05.2021/11:30) - Ein neues Enzym-System kann sowohl aus Strom Wasserstoff erzeugen als auch Wasserstoff in Strom umwandeln. Zu seinem Schutz ist das Enzym in ein Polymer eingebettet. Entwickelt hat es ein internationales Forscher-Team unter Beteiligung der Technischen Universität München (TUM) http://tum.de . Details wurden im Wissenschaftsjournal "Nature Catalysis" vorgestellt.

Industrieller Einsatz möglich

Enzyme, sogenannte Hydrogenasen, katalysieren die Umwandlung von Wasserstoff sehr schnell und nahezu ohne Energieverlust - und zwar ohne das teure Edelmetall Platin als Katalysator. Allerdings galten diese Biokatalysatoren bisher als ungeeignet für den industriellen Einsatz, da sie hochempfindlich gegen Sauerstoff sind.

Zusammen mit Kollegen der Ruhr-Universität Bochum, des CNRS Marseille und des Max-Planck-Instituts für Chemische Energiekonversion haben die TUM-Wissenschaftler die empfindlichen Enzyme so in ein wirksam schützendes Polymer eingebaut, das sie auch für die technische Wasserstoffumwandlung einsetzen können.

"Bettet man die empfindlichen Hydrogenasen in geeignete Polymere ein, so arbeiten sie auch in Gegenwart von Sauerstoff mehrere Wochen", verdeutlicht Nicolas Plumeré, Professor für Elektrobiotechnologie am TUM Campus Straubing für Biotechnologie und Nachhaltigkeit. "Ohne diesen Schutz verlieren sie ihre Aktivität innerhalb von Minuten."

Einbetten in Redox-Polymere

Das Einbetten in Redox-Polymere, also Kunststoffe, deren Seitengruppen Elektronen übertragen können, hatte jedoch bisher einen entscheidenden Nachteil: Sie setzten dem Fluss von Elektronen einen hohen Widerstand entgegen. Um ihn zu überwinden, musste man Energie investieren, die in Form von Wärme verlorenging. Die Fähigkeit, Wasserstoff zu erzeugen, büßten die eingebetteten Hydrogenasen dabei ganz ein.

Durch geschickte Wahl der Polymer-Seitengruppen konnte das Team das Redoxpotenzial des Polymers so einstellen, dass es nur noch eine geringe Überspannung benötigt, um den Widerstand zu überwinden. Das Potenzial der Seitengruppen hatte sich durch den Einbau in die Polymermatrix leicht zu positiven Werten hin verschoben. So setzten sie eine Seitengruppe mit einem entsprechend negativen Potenzial ein. Die Hydrogenase konnte nun die Reaktion ohne Energieverlust wieder in beiden Richtungen katalysieren.

(Ende)
Aussender: pressetext.redaktion
Ansprechpartner: Florian Fügemann
Tel.: +43-1-81140-313
E-Mail: fuegemann@pressetext.com
Website: www.pressetext.com
|
|
98.246 Abonnenten
|
190.668 Meldungen
|
78.097 Pressefotos

IR-NEWS

19.06.2021 - 12:00 | Aurenia SE
18.06.2021 - 19:45 | SPARTA AG
18.06.2021 - 19:30 | NEW VALUE AG
Top