Nachwachsende Rohstoffe in der Wikipedia, Band 1

Biowasserstoff 291
Herstellung mittels Biomasse
Zur Biowasserstoff-Herstellung kann auch lebende Biomasse (z. B.
Cyanobakterien, Algen) verwendet werden. Bei einigen
Stoffwechselprozessen (z. B. Photosynthese, Stickstofffixierung) durch
bestimmte Enzyme (z. B. Nitrogenasen, Hydrogenasen) kann Wasserstoff
entstehen. Unterschieden werden kann zwischen oxygener und anoxygener
Photosynthese.
Oxygene Photosynthese
Die typische Photosynthese, z. B. von Landpflanzen und Algen, wird als
oxygen (sauerstoffbildendend, siehe oxygene Photosynthese) bezeichnet, da
als Produkt der Wasserspaltung Sauerstoff freigesetzt wird:
Brutto-Reaktionsgleichung für die oxygene Photosynthese
Wasserstoffherstellung mittels Algen im
Labormaßstab
Zweck der Photosynthese ist die Energiebereitstellung. Die Freisetzung von energiereichem Biowasserstoff bedeutet
jedoch einen Verlust von Energie. Diese Prozesse treten daher nur unter bestimmten Umständen auf:
• Cyanobakterien sind in der Lage, durch Nitrogenasen den wichtigen Nährstoff Stickstoff aus der schwer
zugänglichen Form N 2 (z. B. in der Luft vorliegend oder in Wasser gelöst) in biologisch zugängliche
Verbindungen umzuwandeln. Basis ist diese Reaktion der Stickstofffixierung:
Die Elektronen (e - ) und Protonen (H + ) können aus der photosynthetischen Wasserspaltung der parallel
betriebenen, sauerstoffbildenden Photosynthese stammen. Das Produkt bzw. Produktgas enthält somit sowohl
Sauerstoff, als auch Wasserstoff.
• Grünalgen betreiben ebenfalls die oxygene Photosynthese. Unter bestimmten Umständen werden die bei der
photosynthetischen Wasserspaltung bereitgestellte energiereichen Elektronen nicht zur Reduktion von
Kohlendioxid verwendet, sondern in einer Art Leerlaufreaktion mit Protonen (aus der umgebenden wässrigen
Phase) zu Wasserstoffmolekülen umgesetzt. Diese von Hydrogenasen katalysierte Reaktion wird beispielsweise
[1] [3]
in Abwesenheit von Sauerstoff induziert.
Die aufgenommene Sonnenenergie wird also nicht zunächst in Biomasse gespeichert, sondern kann direkt in
Wasserstoff umgewandelt werden. Es wird versucht, in Wasserstoffbioreaktoren diesen Prozess nutzbar zu
machen. [4]