Prototyp einer Biobrennstoffzelle nutzt Elektronentransport in Mitochondrien, den natürlichen Kraftwerken von lebenden Zellen

Mitochondrien liefern Strom in Bio-Brennstoffzellen

Boston/St.Louis (USA) - Laptops und Handys könnten in Zukunft mit einigen Tropfen Cola oder Speiseöl gefüttert werden. Einen ersten Prototyp einer Bio-Brennstoffzelle, die aus Nährstoffen elektrischen Strom erzeugen, präsentierten nun US-Forscher auf der Herbsttagung der American Chemical Society in Boston. Die ungewöhnliche Stromquelle könnte neben mobiler Elektronik für die Stromversorgung von schnurlosen Sensoren genutzt werden.

"Wenn sie weiter entwickelt sind, haben diese Module das Potenzial, Batterien und Akkus in vielen mobilen Geräten zu ersetzen", sagte Shelley Minteer, Chemikerin an der Saint Louis University. Herzstück der Bio-Brennstoffzelle ist eine dünne Folie, auf denen Mitochondrien Zucker- oder Fettmoleküle verarbeiten können. Wie in lebenden Organismen wandeln diese Kraftwerke der Zellen Fettsäuren zu dem Zelltreibstoff Adenosintriphosphat (ATP) um. Dabei werden Elektronen transportiert, die über eine Elektrode abgegriffen werden können und einen geringen Stromfluss ermöglichen. Notwendig dazu ist die Zufuhr von Sauerstoff, der sich an einer zweiten Elektrode mit Protonen zu Wasser verbindet.

In ersten Versuchen konnten Minteer und ihre Kollegen kleine Stromflüsse in ihrer Bio-Brennstoffzelle mit zucker- und fetthaltigen Substanzen erzeugen. Allerdings machten sie keine Angaben zu Spannung, Stromstärke oder Lebensdauer der Module. So originell dieser Ansatz für eine Alternative zu Akkus oder klassischen Brennstoffzellen sein mag, bis zu einer konkreten Anwendung wird es noch ein weiter Weg sein. Da bei dem "Stoffwechsel" der deponierten Mitochondrien auch Abfallprodukte entstehen können, ist eine lange Betriebsdauer unwahrscheinlich. Doch als mobile Notlösung in Regionen ohne Stromanschluss könnte diese Idee eine Anwendung finden. Ob Bio-Brennstoffzellen jemals so effizient arbeiten werden wie heute schon kleine, mobile Solarzellen, muss die weitere Entwicklung zeigen.