Wissenschaftler empfinden der Natur Produktion von Wasserstoff nach

Magdeburg. Wasserstoff, ein möglicher Kraftstoff der Zukunft, lässt sich mittels Enzymen eines natürlichen Bakteriums wesentlich effizienter und schonender produzieren als mit anderen Methoden. Das haben Forscher der Max-Planck-Institute Magdeburg und Mülheim an der Ruhr sowie der Universität Uppsala (Schweden) in einem gemeinsamen Projekt bestätigt. Sie fanden heraus, wie das Enzym genau aufgebaut ist. Dadurch kann es im Labor nachempfunden werden.

In Brennstoffzellen verwendet, dient Wasserstoff testweise bereits als Kraftstoff für Autos. Ein Problem ist bisher seine Herstellung. Bei der Gewinnung beispielsweise aus Wasser muss viel Energie aufgewendet werden.

Forscher haben sich daher auf ein Bakterium besonnen, das seit Urzeiten in vulkanischer Umgebung Wasserstoff für sein eigenes Wachstum erzeugt. Dafür zeichnet ein Enzym namens Hydrogenase verantwortlich. Dessen Struktur und Funktionsweise will der Mensch ergründen, um zu verstehen, wie die Natur Wasserstoff produziert.

In dem deutsch-schwedischen Forschungsprojekt stellten die Forscher in Uppsala ein Molekül her, das der Hydrogenase genau nachempfunden ist. In Mülheim wurde es untersucht. Aus diesen Ergebnissen erstellte Matthias Stein vom Magdeburger Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme ein Computermodell. Damit konnte erstmals die Struktur der Hydrogenase genau bestimmt werden. Dabei zeigte sich, dass ein bisher nicht identifiziertes Stickstoffatom im Bakterium maßgebliche Bedeutung für die Wasserstoffproduktion hat.

Nun gilt es, mehr über das Enzym herauszufinden, um nachempfundene Moleküle in künstlichen Systemen als Katalysatoren einsetzen zu können. "Wir wollen von der Natur lernen", sagte Stein. Der 39-jährige Chemiker hat sich schon im Studium auf Methoden wie die Modellierung von Proteinstrukturen spezialisiert. In Magdeburg ist er dabei, eine Nachwuchsgruppe zu molekularen Simulationen aufzubauen. Dafür sucht der gebürtige Berliner noch weitere Naturwissenschaftler.

Wie Wasserstoff als Kraftstoff für Autos genutzt werden kann, ist ebenfalls Thema am Magdeburger Max-Planck-Institut. Weitere Forschungsgruppen beschäftigen sich dort mit Brennstoffzellen.