US-Forscher Nocera beharrt auf Idee – Bestandsaufnahme
Das künstliche Blatt, mit dessen Hilfe Sonnenlicht direkt in Energie umgewandelt werden kann, ist ein alter – immer wieder verworfener Traum der Wissenschaft. Forscher verkünden immer wieder, sie hätten Verfahrten und Geräte entwickelt, bzw. Materialien entdeckt, mit denen sich Sonnenlicht wie bei der Photosynthese direkt in speicherbare Energie verwandelt lässt. Auf der Internetseite alternative-stromerzeuger.de veröffentlichte Thomas Lierz eine aufschlussreiche Zusammenfassung über den aktuellen Stand der Entwicklung der künstlichen Photosynthese.
Eine funktionierendes, massentaugliches Verfahren für die künstliche Photosynthese ist bis heute noch nicht gefunden. Laut Lierz gibt es allerdings „verschiedene Ansätze, die bereits gute Ergebnisse erzielen. Es fehlt allerdings noch das gewisse Etwas, damit sich diese Technik durchsetzen kann. Schließlich muss sie für den massenhaften Einsatz billig, einfach und sicher sein.“
Nanokapseln für Kunst-Photosynthese am Main
2009 entwickelten Forscher an der Universität Würzburg winzige Kapseln mit gleichartigen, photoaktiven Molekülen entwickelt. Diese Moleküle nehmen Sonnenlicht auf. Das erhöht den energetischen Zustand dieser Moleküle. Das Verfahren wurde in nature-chemistry veröffentlicht: Tausende von gleichartigen Molekülen drängen sich zu einer Nanokapsel zusammen, die mit einer anderen Sorte von Molekülen gefüllt ist. Nur 20 bis 50 Nanometer beträgt der Durchmesser einer Kapsel – das ist ein Zehntausendstel eines Stecknadelkopfes. Die in der Kapsel liegenden Moleküle absorbieren Lichtenergie und geben einen Teil davon in Form von Fluoreszenzlicht wieder ab. Den anderen Teil aber übertragen sie mittels Energietransfer auf die Kapselmoleküle, die daraufhin ebenfalls Fluoreszenzlicht ausschicken.
Bei der Photosynthese geschieht – vereinfacht gesagt – nichts anderes: Moleküle fangen die Energie des Sonnenlichts ein und übertragen sie in einem komplizierten Prozess auf andere Moleküle, bis die Energie am Ende chemisch gebunden ist: Die Kraft der Sonne steckt dann in wertvollen Kohlenhydraten, aus denen Pflanzen, Tiere und Menschen ihre Lebensenergie schöpfen. Prinzipiell sollten sich die Nanokapseln daher als Bausteine für eine künstliche Photosynthese-Maschine eignen. „Das Licht würden sie sogar wesentlich effizienter nutzen als Pflanzen, weil ihre synthetischen Doppelschichtmembranen zu hundert Prozent aus photoaktivem Material bestehen“, sagt Professor Frank Würthner.
Folgt: Berliner Durchbruch?