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Es scheint simpel, aber es steckt viel drin: ein Einmachglas mit Erde, zwei Kabel und zwei kleine Lampen auf dem Deckel. Das Erstaunliche: Die LEDs leuchten – und zwar durch Strom, der von in der Erde enthaltenen speziellen Bodenbakterien erzeugt wird. Die beiden Elektroden nehmen die Elektronen von den Bakterien auf und leiten sie an die Lampe weiter. Auf molekularer Ebene passiert dabei einiges im Glas. Sukzessive wird das produktive Potenzial von Mikroben entdeckt. Daran forschen auch Studierende der Technischen Uni Berlin: Die Gruppe Smart B.O.B. (Biologically Optimized Battery) entwickelt eine biologische Batterie.

Das Wissenschaftsteam aus Biochemikern und Biotechnologen nutzt verschiedene Bakterienarten und kombiniert deren Fähigkeiten. Das Bakterium Shewanella besitzt ein spezielles Proteinkonstrukt in seiner Membran, um Elektronen gezielt an Eisen oder Mangan in der Umgebung abzugeben. Der erste Schritt ist, dieses Protein gentechnisch in Cyanobakterien einzubringen. Sie sind autotroph, können also aus dem Kohlendioxid der Atmosphäre mithilfe von Sonnenlicht den Energieträger Glukose und Sauerstoff produzieren. Sind die Proteine aus Shewanella in den Cyanobakterien, können sie gezielt die Elektronen aus der Photosynthese übernehmen, nach außen an eine Elektrode abgeben und so einen Stromfluss erzeugen.

Derzeit ist es bereits möglich, zumindest in geringem Umfang freie Elektronen von verschiedenen Bodenbakterien aufzufangen. Langfristiges Ziel ist jedoch, deutlich mehr Strom fließen zu lassen. Dazu sollen möglichst viele Proteinkomplexe aus Shewanella in die Cyanobakterien kloniert werden. Diese speziellen Bakterien könnten dann mit einem konventionellen Drucker direkt auf die Elektroden aufgebracht werden, sodass ein unmittelbarer Austausch der Elektronen entsteht und der Ertrag optimiert wird.

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