Spinat für die Solarzelle

Spinat

Eine im wahrsten Sinne „grüne Energie“-Idee nach dem Popeye-Prinzip soll Solarzellen künftig zwar nicht stärker, aber deutlich günstiger machen: Mit der Hilfe von Spinat. Besser gesagt mit einem seiner Proteinkomplexe, die das Blattgemüse zur Photosynthese benötigt. Die werde nämlich in eine Solarzelle integriert – eine Methode, die keineswegs neu ist.

Schon im Jahr 2004 entdeckten amerikanische Wissenschaftler vom Massachusetts Institute of Technology in Cambridge, dass sich die aus Spinatpflanzen gewonnenen Eiweißstoffe zur Stromgewinnung innerhalb einer Solarzelle eignen. Der Wirkungsgrad lag damals bei zwölf Prozent – im Vergleich zu ausgereiften Siliziumsolarzellen also wenig effektiv.

Von der Natur abgeschaut

Hybridsolarzellen enthalten anders als gewöhnliche Solarzellen neben anorganischen auch organische Bestandteile. Die Idee der hybriden Solarzelle mit den Spinat-Elementen wird derzeit von Forschern der Vanderbilt University in Nashville wieder aufgegriffen. Tatsächlich haben sich erste Erfolge bereits eingestellt. So ist es den Forschern um Kane Jennings gelungen, eine Zelle zu entwickeln, die mehr als zweimal so viel Strom liefert, wie die besten Hybridsolarzellen mit Pflanzenstrukturen das derzeit vermögen.

Die Wissenschaftler nutzen dazu das an der natürlichen Photosynthese beteiligte Photosystem 1 (PS1) aus Spinat. Dieser Proteinkomplex lässt sich ohne Funktionsverluste aus der Pflanze extrahieren und auf eine speziell behandelte Schicht Silizium auftragen, um bei Sonnenlichteinfall einen Teil der Energie aufzunehmen.

In drei Jahren ausgereift

Die Energieaufnahme ist jedoch längst nicht so effizient wie in der Natur. Doch die Wissenschaftler sind zuversichtlich innerhalb der nächsten drei Jahre in den Bereich der ausgereiften Spinat-Solarzelle vorzustoßen. Zumindest dann, wenn die bisher erzielte Steigerungsrate von Spannung und Stromstärke beibehalten werden kann. Da die Rohstoffe für eine solche Hybridsolarzelle aus Silizium und PS1 im Vergleich relativ kostengünstig sind, könnte sich diese Technologie durchaus lohnen.

Judith Schomaker

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