PhotoBioWasserstoff

Bei seinen Untersuchungen zu Gärungsprozessen im Flußschlamm entdeckte der deutsche Biochemiker Ernst Felix Immanuel Hoppe-Seyler Ende des 19. Jahrhunderts erstmals, daß Bakterien molekularen, gasförmigen Wasserstoff (H2) aufnehmen und abgeben. Im Jahre 1931 beschrieben Marjory Stephenson und Leonard Hubert Stickland ein für diese Prozesse verantwortliches Enzym und nannten es Hydrogenase. In der folgenden Zeit wurden Hydrogenasen in zahlreichen Bakterienarten gefunden. Der deutsche Biochemiker und Pflanzenphysiologe Hans Gaffron entdeckte bei seinen Untersuchungen der Stoffwechselleistungen einzelliger Grünalgen in den dreißiger Jahren, daß auch diese eukaryotischen Mikroorganismen Wasserstoff umsetzen. Außerdem erkannte er, daß der Wasserstoffmetabolismus bei Algen mit der Photosynthese im Zusammenhang steht. Lange Zeit war die biologische Wasserstofforschung nur ein Feld für Spezialisten. Erst durch die Ölpreiskrisen 1973/74 und 1979/80 und der damals gestarteten Suche nach neuen Energiequellen sowie durch die seit einigen Jahren aktuelle Umweltdiskussion mit der damit verbundenen Notwendigkeit, die Verwendung umweltgerechter Energieträger zu fördern, erlangte dieses Arbeitsgebiet auch öffentliches und politisches Interesse. Dies führte in Deutschland in den Jahren 1989 bis 1994 zu einer breiten Forschungsförderung durch das damalige Bundesministerium für Forschung und Technologie. Denn Wasserstoff wird wegen seines hohen Energiegehaltes und seiner umweltfreundlichen Verbrennung zu Wasser als ein potentieller Energieträger der Zukunft bewertet. Auf Grund der Fähigkeit von Algen, die Energie der Sonne direkt über photosynthetische Prozesse zur Wasserstoffbildung zu nutzen, rücken sie immer mehr ins Zentrum eines Forschungsfeldes, das die biologische Photowasserstoff-Gewinnung zum Ziel hat. Die Stoffwechselwege von molekularem Wasserstoff bei Algen stehen im Mittelpunkt des vorliegenden Beitrags. Weiterhin werden Möglichkeiten der Nutzung von Algen zur biologischen Photowasserstoffgewinnung erläutert.