Trotz aller Bemühungen, aufgrund des Klimawandels von fossilen Brennstoffen wegzukommen, bleibt Erdöl ein wichtiger Rohstoff für Benzin, Diesel und andere Kraftstoffe sowie für die chemische Industrie. Das „schwarze Gold“ kann bisher nur aus fossilen Quellen wie etwa Ölquellen oder Ölsanden gewonnen werden, sodass bei seiner Verbrennung CO2 freigesetzt wird, das bereits vor Millionen Jahren gebunden wurde. Forscher haben nun einen Ansatz gefunden, Erdöl und seine Derivate biologisch und damit CO2-neutral herstellen zu können.


Bild: Harada et al./ Scientific Reports, CC-by-sa 4.0

CO2-neutral trotz Verbrennung

Natürlich müsste auch biologisch hergestelltes Erdöl letztlich verbrannt werden. Allerdings würde dabei CO2 freigesetzt, das zuvor durch Organismen aus der Umwelt aufgenommen wurde. Dieses Erdöl sowie daraus gewonnene Kraftstoffe wären somit CO2-neutral. Entsprechende Ansätze gibt es bereits, zum Beispiel gentechnisch manipulierte Bakterien, die Diesel erzeugen kommen. Ein Lebewesen, das von der Natur aus das komplette Alkan-Spektrum von Erdöl erzeugen kann, war bisher jedoch unbekannt.

Ein Team rund um Naomi Harada von der japanischen Meeresforschungsagentur JAMSTEC hat nun jedoch im Arktischen Ozean eine einzellige Meeresalge entdeckt, die biologisches Erdöl produzieren kann. Die Alge der Art Dicrateria rotunda wurde in Wasserproben gefunden, die vor der Nordküste Sibiriens genommen wurden.


Bereits bei ersten Untersuchungen der Algen fiel den Forschern auf, das diese mit Öl gefüllte Hohlräume enthielten. Dieses Öl besteht aus einer Mischung unverzweigter, gesättigter Lphlenwasserstoffe, sogenannten Alkanen. Das Erstaunliche daran: Die kleine Alge produziert all die Alkane, aus denen Erdöl und gängige Kraftstoffe bestehen. „ Dies ist der erste Nachweis eines Organismus, der die Kohlenwasserstoff-Mischung des Erdöls produzieren kann„, so die Forscher. Scheinbar können auch zehn andere Arten der Gattung Dicrateria dieses biologische Erdöl herstellen. Die Algenarten kommen im Atlantik und Pazifik bis in die mittleren Breiten vor.

Mehr Synthese bei Dunkelheit und Stickstoffmangel

Die Mengen an Öl, die von den Algen produziert werden, variiert mit den Umweltbedingungen, wie die Forscher in Experimenten herausfanden. Bei Licht und reichlich Nährstoffen produzierten die Einzeller 12,5 bis 79,4 Nanogramm Öl pro Milligramm Trockenmasse, bei Dunkelheit und Stickstoffmangel nahm die Produktion dagegen deutlich zu. „ Der Alkangehalt erhöhte sich im Dunkeln um das 5,6-Fache und bei Stickstoffmangel um das 48-Fache„, so das Team in dem entsprechenden Paper.

Die Algen könnten daher Wege eröffnen, um Erdöl und seine Derivate auf biologische Art und Weise zu produzieren. „ Die einzigartige Fähigkeit von Dicrateria könnte zur Entwicklung eines neuen Ansatzes für die Biosynthese von n-Alkanen beitragen„, so die Wissenschaftler. Da jedoch noch weitere Untersuchungen nötig sind, um den Syntheseweg des Bio-Erdöls zu erforschen, dürfte diese Entdeckung in einer Welt, die sich eigentlich immer mehr von fossilen Brennstoffen trennt, jedoch unter Umständen zu spät kommen.

via Toyohashi University of Technology

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