Forschung: Computer lief sechs Monate nur durch Blaualgen

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Mittels Fotosynthese läuft ein PC seit sechs Monaten mit der Kraft der Blaualgen, wie die Universität von Cambridge erklärt. Wir verraten, wie die umweltfreundliche Stromerzeugung funktioniert.

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Zuletzt bearbeitet von einem Moderator:
Technisch extrem spannend, aber mMn trotzdem eine Sackgasse.
So ineffizient es ist, Tiere mit tonnenweise Nahrung und Wasser zu versorgen nur um sie dann zu essen und weit weniger Energie rauszukriegen als man reingesteckt hat, so ineffizient ist es, die Algen erst mit dem Sonnenlicht Fotosynthese betreiben zu lassen statt das Sonnenlicht direkt zur Stromerzeugung zu nutzen.
Immerhin brauchen auch Algen weitere Nährstoffe. Wie bei Wasserstoff ist das Problem erst auf grosser Skala erkennbar. Wir sehen eine Technik die funktioniert. Wir setzen voll drauf und merken: Wenn alle Menschen das so machen, gehen uns die Ressourcen aus.
Oh weh, wer hätte das nach Boden/Kohle/Öl nur ahnen können...

Allerdings hinkt mein erster Vergleich auch etwas, denn Tiere zu füttern um sie zu futtern ist tatsächlich absolut ineffizient, man kann gar nicht soviel Energie daraus gewinnen wie man reinsteckt. Gesetz der Thermodynamik.
Stromerzeugung durch Fotosynthese könnte immerhin theoretisch einen höheren Wirkungsgrad als aktuelle Photovoltaik erreichen, zudem können wir zwar nicht unendlich viele Algen mit Nährstoffen versorgen, aber ebensowenig unendlich viele Solarzellen bauen. Vielleicht gibt es also doch eine (temporäre?) Nische für diese Technik.

Eine endgültige Lösung läuft aber auf eine von wenigen Möglichkeiten hinaus:
-Outsourcing, irgendeine Art Energieerzeugung im All, vermutlich Solarkraft, um die Erdressourcen zu sparen
- Deckelung des globalen Verbrauchs, extrem unwahrscheinlich da politisch quasi undenkbar
- eine Deus Ex Machina Energieerzeugung die ohne grosse Ressourcen auskommt, uneinschätzbar ob es sowas gibt und/oder wir es finden


Ich persönlich glaube aber eher, wir lösen es einfach nicht, es wird weiter nicht genug Energie für alle geben, der Verteilungskampf wird nur härter und die Welt ungerechter als sie eh schon ist.
Zynisch? Vielleicht, aber die Betrachtung der Geschichte zeigt nicht viele Alternativen auf.
 
Zuletzt bearbeitet:
...letztendlich stellt sich halt die Frage ob Blaualgen effizienter sind als Photovoltaik. Ich sag Mal gerade wenn man etwas weiter vom Äquator weg ist, sinkt der Wirkungsgrad gerade im "nicht Sommer" ja rapide ab, was man dann halt durch Fläche wieder ausgleichen müsste. Tatsächlich fällt es mir aber auch noch schwer, vorzustellen wie man diese Erkenntnisse sinnvoll technisch und brauchbar umsetzen wollte.
Aktuell drängt sich eher auf, dass man aus Langerweile wieder irgendwas erforscht halt, weil man Fördergelder bekommt oder eine Daseinsberechtigung für seinen Fachbereich brauch.
 
...letztendlich stellt sich halt die Frage ob Blaualgen effizienter sind als Photovoltaik. Ich sag Mal gerade wenn man etwas weiter vom Äquator weg ist, sinkt der Wirkungsgrad gerade im "nicht Sommer" ja rapide ab, was man dann halt durch Fläche wieder ausgleichen müsste.
Schwer vorherzusagen, da hier Grundlagenforschung betrieben wird. Von so einem "Proof-of-Concept" kann man eben noch nicht viel ableiten.
Tatsächlich fällt es mir aber auch noch schwer, vorzustellen wie man diese Erkenntnisse sinnvoll technisch und brauchbar umsetzen wollte.
Selber Punkt, da kann man nur raten.
Aktuell drängt sich eher auf, dass man aus Langerweile wieder irgendwas erforscht halt, weil man Fördergelder bekommt oder eine Daseinsberechtigung für seinen Fachbereich brauch.
(Grundlagen-) Forschung muss meiner Meinung nach auch nicht so zielorientiert sein, irgendeinen Komplex besser zu verstehen ist ein Wert an sich. Die Anwendungsorientierung kommt ja aus der Wirtschaft, die schnellstmöglich Profit erzielen will.
 
Ja stimmt schon, aber manchmal ist es doch etwas surreal. Wahrscheinlich gibt es auch Papers, die sich mit der Aufprallrichtungswahrscheinlichkeit von Nutella-Toast befassen :) ...so als Grundlagenforschung.
 
Technisch extrem spannend, aber mMn trotzdem eine Sackgasse.
So ineffizient es ist, Tiere mit tonnenweise Nahrung und Wasser zu versorgen nur um sie dann zu essen und weit weniger Energie rauszukriegen als man reingesteckt hat, so ineffizient ist es, die Algen erst mit dem Sonnenlicht Fotosynthese betreiben zu lassen statt das Sonnenlicht direkt zur Stromerzeugung zu nutzen.
Immerhin brauchen auch Algen weitere Nährstoffe. Wie bei Wasserstoff ist das Problem erst auf grosser Skala erkennbar. Wir sehen eine Technik die funktioniert. Wir setzen voll drauf und merken: Wenn alle Menschen das so machen, gehen uns die Ressourcen aus.
Oh weh, wer hätte das nach Boden/Kohle/Öl nur ahnen können...

Allerdings hinkt mein erster Vergleich auch etwas, denn Tiere zu füttern um sie zu futtern ist tatsächlich absolut ineffizient, man kann gar nicht soviel Energie daraus gewinnen wie man reinsteckt. Gesetz der Thermodynamik.
Stromerzeugung durch Fotosynthese könnte immerhin theoretisch einen höheren Wirkungsgrad als aktuelle Photovoltaik erreichen, zudem können wir zwar nicht unendlich viele Algen mit Nährstoffen versorgen, aber ebensowenig unendlich viele Solarzellen bauen. Vielleicht gibt es also doch eine (temporäre?) Nische für diese Technik.

Eine endgültige Lösung läuft aber auf eine von wenigen Möglichkeiten hinaus:
-Outsourcing, irgendeine Art Energieerzeugung im All, vermutlich Solarkraft, um die Erdressourcen zu sparen
- Deckelung des globalen Verbrauchs, extrem unwahrscheinlich da politisch quasi undenkbar
- eine Deus Ex Machina Energieerzeugung die ohne grosse Ressourcen auskommt, uneinschätzbar ob es sowas gibt und/oder wir es finden


Ich persönlich glaube aber eher, wir lösen es einfach nicht, es wird weiter nicht genug Energie für alle geben, der Verteilungskampf wird nur härter und die Welt ungerechter als sie eh schon ist.
Zynisch? Vielleicht, aber die Betrachtung der Geschichte zeigt nicht viele Alternativen auf.

Zumindest im Labor erreichen Solarzellen meinem Wissen nach Gesamteffizienzen, die bereits über denen von Pflanzen liegen. Wohlgemerkt nicht nur nach der Konvertierung in Strom, sondern bereits bei der Lichtabsorption – ich vermute mal es hilft, wenn man nicht nur ein paar Farbstoffe in einer Zelle nutzt, sondern eine geschlossene Siliziumfläche. Aber selbstwachsende Bakterien sind um Größenordnungen billiger und umweltfreundlicher als Halbleiter, auch ihr Bedarf an Mikronährstoffen ist überschaubar und in einem geschlossenen System leicht zu managen. Deswegen sind sie vor allem für Bio-Fuels und für Großkraftwerke interessant.
 
Zuletzt bearbeitet:
Die Frage ist, wie "umweltfreundlich" die Massenproduktion dann noch ist (sicher noch besser als die Siliziumherstellung, aber dann eher "weniger umweltschädlich" als "mehr umweltfreundlich"). Trotzdem hast du Recht, Potential ist schon da, mittelfristig.
Langfristig, als endgültige Lösung, sehe ich das dennoch nicht. Aber bei dem frühen Stadium räume ich auch gern später ein, mich geirrt zu haben :).
Ja stimmt schon, aber manchmal ist es doch etwas surreal. Wahrscheinlich gibt es auch Papers, die sich mit der Aufprallrichtungswahrscheinlichkeit von Nutella-Toast befassen :) ...so als Grundlagenforschung.
Und vielleicht könnte man daraus Eigenschaften von Neutrinos ableiten und eine These der Mathematik be- bzw. widerlegen :D!
Ist schon verrückteres vorgekommen.

Surreal beschreibt es oft aber ganz gut.
 
Zuletzt bearbeitet:
Aber selbstwachsende Bakterien sind um Größenordnungen billiger und umweltfreundlicher als Halbleiter, auch ihr Bedarf an Mikronährstoffen ist überschaubar und in einem geschlossenen System leicht zu managen. Deswegen sind sie vor allem für Bio-Fuels und für Großkraftwerke interessant.
Es gebe auf der Ebene von Bakterien auch keine ethischen Probleme. Das ist von Massentierhaltung weit entfernt. Diese Methode ist aber völlig konfliktfrei.

Es spielt auch nur eine untergeordnete Rolle, dass nur wenig Strom erzeugt wird. Es kommt auf den Anwendungszweck an (in dem Fall Kleinstcomputer o. Sensoren), und der Ort an dem die Leistung gebraucht wird.

Ich persönlich finde Gezeitenkraftwerke ziemlich genial.

Unsere Energie wird, abgesehen davon, sowieso aus einem Energiemix bereitgestellt. Da können Algen und Bakterien eine gute Ergänzung sein. Ob sich das rentiert zeigt die Zukunft.
 
Zuletzt bearbeitet:
Die Frage ist, wie "umweltfreundlich" die Massenproduktion dann noch ist (sicher noch besser als die Siliziumherstellung, aber dann eher "weniger umweltschädlich" als "mehr umweltfreundlich"). Trotzdem hast du Recht, Potential ist schon da, mittelfristig.
Langfristig, als endgültige Lösung, sehe ich das dennoch nicht. Aber bei dem frühen Stadium räume ich auch gern später ein, mich geirrt zu haben :).

Und vielleicht könnte man daraus Eigenschaften von Neutrinos ableiten und eine These der Mathematik be- bzw. widerlegen :D!
Ist schon verrückteres vorgekommen.

Surreal beschreibt es oft aber ganz gut.

So etwas funktioniert nur in geschlossenen Systemen, das heißt die Algen selbst haben gar keinen Effekt auf die Umwelt außer dass man gegebenenfalls CO2-haltige Luft zu- und O2-haltige abführt, was kein schlechter Tausch ist. Zum wachsen brauchen sie nur eine Wasserfüllung und etwas Näherstoffe, was ausdrücklich bedeutet dass man nicht einmal sonderlich sauberes Wasser benötigt. Umgekehrt verursachen sie aber nicht so viel Dreck, dass ein Leck eine Gefahr darstellen würde. Umweltschäden resultieren also wenn dann aus dem Bau eines großen Areals voller Glasröhren, aber das ist weder in der Verschattung noch im Energieaufwand schlechter als ein Areal voller Solarzellen.


Es gebe auf der Ebene von Bakterien auch keine ethischen Probleme. Das ist von Massentierhaltung weit entfernt. Diese Methode ist aber völlig konfliktfrei.

Es spielt auch nur eine untergeordnete Rolle, dass nur wenig Strom erzeugt wird. Es kommt auf den Anwendungszweck an (in dem Fall Kleinstcomputer o. Sensoren), und der Ort an dem die Leistung gebraucht wird.

Ich persönlich finde Gezeitenkraftwerke ziemlich genial.

Unsere Energie wird, abgesehen davon, sowieso aus einem Energiemix bereitgestellt. Da können Algen und Bakterien eine gute Ergänzung sein. Ob sich das rentiert zeigt die Zukunft.

Hinter den Auswirkungen der meisten Gezeitenkraftwerke auf die marine Fauna stehen dicke Fragezeichen oder, schlimmer noch, dicke Ausrufzeichen. Zudem sind nur an wenigen Stellen mit starken Strömungen möglich und das sind immer auch biologisch besonders aktive, wertvolle Standorte.
 
Hinter den Auswirkungen der meisten Gezeitenkraftwerke auf die marine Fauna stehen dicke Fragezeichen oder, schlimmer noch, dicke Ausrufzeichen. Zudem sind nur an wenigen Stellen mit starken Strömungen möglich und das sind immer auch biologisch besonders aktive, wertvolle Standorte.
Ebbe und Flut sind doch immer vorhanden, oder?
 
Das Blaualgen-Kraftwerk hat die gleiche Größe wie eine AA-Batterie und kann einem Mikroprozessor ein Jahrelang mit Strom versorgen. (Gelesen) in der Nacht hat man immer noch genug Strom für den Betrieb ,einziger Nachteil "es nimmt ihre Energie aus dem Wasser! dass Gegenteil von Solarzellen, die brauchen bekanntlich Sonnenlicht. Vorteil : Günstige Materialien, auch wenn kein Licht vorhanden ist kann weiterhin elektrischer Strom erzeugt werden, Nachteile: Wasserverbrauch und schwache Energie !
 
Gibt auch Heizsysteme mit Algen. Diese mit Stromproduktion kombinieren zu können kann durchaus spannend sein. Insbesondere wenn essbare Algen eingesetzt werden, die sich ernten und bsw. in Brot o.a. verwendet/beigemischt werden können.
 
Die Frage ist, ob die Gezeitenströmung überall stark genug ist, um eine effiziente Nutzung zu gewährleisten. Oder willst du die gesamte Nordseeküste mit Gezeitenkraftwerken zubauen, nur um die Jever-Brauerei mit Strom zu versorgen? ;-)
Natürlich nicht. Andererseits werden auch die Felder mit Windkrafträder und die landwirtschaftlichen Flächen mit Solarzellen vollgestellt. Immerhin gibt es bei den Gezeiten ein zuverlässiges Prozedere. Sonne und Wind sind nicht immer da.
Hinter den Auswirkungen der meisten Gezeitenkraftwerke auf die marine Fauna stehen dicke Fragezeichen oder, schlimmer noch, dicke Ausrufzeichen
Ich kenne zwar nicht die Auswirkungen auf die marine Fauna aber bei den Windkrafträdern wurde das auch immer weniger zum Problem. Jetzt wo der "Energieschuh" drückt, werden die Umwelt-Bestimmungen und die Abstände zu den Wohngebieten stark gelockert.
 
So etwas funktioniert nur in geschlossenen Systemen, das heißt die Algen selbst haben gar keinen Effekt auf die Umwelt außer dass man gegebenenfalls CO2-haltige Luft zu- und O2-haltige abführt, was kein schlechter Tausch ist. Zum wachsen brauchen sie nur eine Wasserfüllung und etwas Näherstoffe, was ausdrücklich bedeutet dass man nicht einmal sonderlich sauberes Wasser benötigt. Umgekehrt verursachen sie aber nicht so viel Dreck, dass ein Leck eine Gefahr darstellen würde. Umweltschäden resultieren also wenn dann aus dem Bau eines großen Areals voller Glasröhren, aber das ist weder in der Verschattung noch im Energieaufwand schlechter als ein Areal voller Solarzellen.
Geschlossenes System hin oder her, der Aufbau der Infrastruktur, der Transport der Baumaterialien, die Wartung aber vor allem die Weiterentwicklung und Optimierung mithilfe wieder irgendwelcher knappen Erze werden Umweltschäden bedeuten, wenn auch weniger und mittelbarer als durch Solarzellen.
Also ja, du hast mich überzeugt, dass das eine Alternative zu Solarkraft in der heutigen Form sein könnte.
Eine dauerhafte Lösung seh ich darin aber nicht. Sehen wir mal, wohin es führt.
Hinter den Auswirkungen der meisten Gezeitenkraftwerke auf die marine Fauna stehen dicke Fragezeichen oder, schlimmer noch, dicke Ausrufzeichen. Zudem sind nur an wenigen Stellen mit starken Strömungen möglich und das sind immer auch biologisch besonders aktive, wertvolle Standorte.

Ebbe und Flut sind doch immer vorhanden, oder?
Wie Torsten schon anmerkt, sind Gezeitenkraftwerke nur an wenigen Stellen einsetzbar, einfach nur Ebbe und Flut reichen nicht um das annähernd effizient zu betreiben.

Und um die ökologischen Ausrufezeichen näher auszuführen:
Ebbe und Flut sorgen, besonders dort wo sie stark sind, für einen nötigen Austausch von Wasser, Nährstoffen, Kleinstlebewesen.
Eine lokal auch nur 20% schwächere Flut (Und mit Gezeitenkraftwerken schwächt man die Flut, Energie wird nicht erzeugt, nur umgewandelt.) kann da schon den Kippunkt bedeuten, an dem ganze Ökosysteme zugrunde gehen. Gerade beim globalen Wasserkreislauf hinkt unser Verständnis aber soweit hinterher, dass wir es tunlichst vermeiden sollten größere Eingriffe vorzunehmen, dessen Konsequenzen wir nicht abschätzen können.

Stark vereinfacht kann man Folgendes festhalten: Wir verbrauchen inzwischen global soviel Energie, dass es fast egal ist, woher wir diese nehmen. Die schiere Menge wird jedem System fehlen, dem wir es entziehen, deshalb bleibt letztendlich nur die Sonne (bis wir merken, welche Auswirkungen es hat signifikante Mengen der Sonnenernergie abzuzwacken, aber zumindest davon ist unser Verbrauch noch etwas entfernt).
(...)
Ich kenne zwar nicht die Auswirkungen auf die marine Fauna aber bei den Windkrafträdern wurde das auch immer weniger zum Problem. Jetzt wo der "Energieschuh" drückt, werden die Umwelt-Bestimmungen und die Abstände zu den Wohngebieten stark gelockert.
Die echten Herausforderungen stehen auch der Windkraft erst bevor. Ebenso wie Gezeitenkraftwerke sind es nicht die kurzgedachten, unmittelbaren Auswirkungen die problematisch werden könnten. Die sind nämlich lokal und damit beherrschbar.
Das Problem wird erst sichtbar, wenn wir signifikante Energiemengen entnehmen.
Wer weiss wie die globalen Windströme sich verhalten, wenn wir 20% der Energie rausnehmen, oder die großen Meeresströmungen?

Das ist dann auch keine Frage der Auflagen, wenn der Planet davon erstmal austrocknet oder was auch immer ist egal, was wo erlaubt ist.
 
Zuletzt bearbeitet:
Der Energiegehalt der großen Meeresströmungen und Windfelder ist gigantisch, da brauchen wie nicht einmal 0,02 Prozent. Auch Gezeiten haben Kraft ohne Ende – sie ist halt nur in aller Regel zu weitläufig verteilt als das man sie nutzen könnte.


Natürlich nicht. Andererseits werden auch die Felder mit Windkrafträder und die landwirtschaftlichen Flächen mit Solarzellen vollgestellt. Immerhin gibt es bei den Gezeiten ein zuverlässiges Prozedere. Sonne und Wind sind nicht immer da.

Ich kenne zwar nicht die Auswirkungen auf die marine Fauna aber bei den Windkrafträdern wurde das auch immer weniger zum Problem. Jetzt wo der "Energieschuh" drückt, werden die Umwelt-Bestimmungen und die Abstände zu den Wohngebieten stark gelockert.

Wind ist halt auch überall vorhanden, im schlimmsten Fall muss man etwas höher bauen. Aber Gezeiten gibt es nur an einigen Küstenbereichen, wo die Ökosysteme aus anderen Gründen ohnehin oft stark belastet sind. Zudem leitet Wasser Schall viel besser und über größere Entfernungen. Forschung zu dem Thema wurde lange Zeit gar nicht finanziert, weswegen die Wissenslücken groß sind. Aber scheinbar meiden nicht nur Meeressäuger, sondern auch einige Fischarten, Gezeitenturbinen weitläufig. Wenn man ganze Küstenstreifen damit zubauen würde, könnte das direkt zu Artensterben führen. Große Erträge sind zudem nur mit Staueinrichtungen möglich und die haben bereits unter Beweis gestellt, dass sie ganze Ökosysteme vernichten können.
 
Der Energiegehalt der großen Meeresströmungen und Windfelder ist gigantisch, da brauchen wie nicht einmal 0,02 Prozent. Auch Gezeiten haben Kraft ohne Ende – sie ist halt nur in aller Regel zu weitläufig verteilt als das man sie nutzen könnte.




Wind ist halt auch überall vorhanden, im schlimmsten Fall muss man etwas höher bauen. Aber Gezeiten gibt es nur an einigen Küstenbereichen, wo die Ökosysteme aus anderen Gründen ohnehin oft stark belastet sind. Zudem leitet Wasser Schall viel besser und über größere Entfernungen. Forschung zu dem Thema wurde lange Zeit gar nicht finanziert, weswegen die Wissenslücken groß sind. Aber scheinbar meiden nicht nur Meeressäuger, sondern auch einige Fischarten, Gezeitenturbinen weitläufig. Wenn man ganze Küstenstreifen damit zubauen würde, könnte das direkt zu Artensterben führen. Große Erträge sind zudem nur mit Staueinrichtungen möglich und die haben bereits unter Beweis gestellt, dass sie ganze Ökosysteme vernichten können.
So so, PCGH Leser können sich im Forum sogar weiterbilden. Danke für die Infos.
 
Erstaunlich was Cyanobakterien und Licht so anstellen. Bei uns würden Cyanobakterien nichts auf Dauer bringen, da wir Tag und Nacht Zeiten haben. Und ohne Licht können die Cyanobakterien keine Party feiern, dann gibt es auch keinen Strom.
Meine RPis hätten sich gefreut.
 
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