Kraft aus Spinat könnte in Zukunft nicht mehr ausschließlich für Popeye, sondern auch für Laptops und andere elektrische Geräte nutzbar sein: Amerikanische Forscher haben eine Solarzelle entwickelt, die mithilfe von Proteinen aus Spinatpflanzen elektrische Energie aus Licht gewinnt. Die ersten Prototypen wandelten etwa 12 Prozent der Energie des absorbierten Lichts in Strom um und funktionierten bis zu drei Wochen lang, berichtet der Online-Dienst der Fachzeitschrift “Nature”. Das Entwicklerteam um Marc Baldo vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) ist jedoch zuversichtlich, die Lebensdauer und die Effizienz der grünen Solarzellen noch verbessern zu können.
Grüne Pflanzen sind im Prinzip nichts anderes als natürliche Solarzellen: Bei der Photosynthese wandeln sie die Energie des Sonnenlichts in elektrische Energie um, die sie dann wiederum als chemische Energie in Zuckern speichern. Die Schlüsselmoleküle dieses Prozesses sind eine Reihe von lichtsensitiven Proteinen. Trifft Sonnenlicht auf diese Eiweißmoleküle, werden Elektronen freigesetzt, die sich in einer leitenden Umgebung bewegen und so zu einem Stromfluss führen können.
Um dieses Prinzip auch in einer künstlichen Solarzelle verwenden zu können, isolierten Baldo und seine Kollegen die photosynthetischen Proteine aus Spinatpflanzen und übertrugen sie auf eine dünne Goldfolie, die mit einer leitenden, transparenten Schicht aus Metall verbunden war. Die Eiweißschicht wurde dann mit einer ebenfalls leitenden Lage aus organischem Material bedeckt. Wurde diese Schichtstruktur dann mit Licht bestrahlt, konnten die Forscher einen Stromfluss messen.
Marc Baldo hofft, mit den biologischen Solarzellen möglicherweise die bislang gebräuchlichen, auf Silizium basierenden Zellen ablösen zu können: Während die Herstellung der Silizium-Zellen relativ teuer ist, sollten sich die Spinat-Zellen seiner Ansicht nach sehr günstig und effektiv produzieren lassen. Auch sei die bisher noch deutlich niedrigere Effizienz auf die bei herkömmlichen Solarzellen im Durchschnitt erreichten 20 Prozent steigerbar.
Die Arbeit der Forscher ist in der Fachzeitschrift Nano Letters (Bd. 4, S. 1079) erschienen.
ddp/bdw ? Ilka Lehnen-Beyel
