Künstliche Photosynthese folgt Vorbild der Natur
Ladungsakkumulation wie bei natürlicher Photosynthese kommt ohne Hilfsreagenzien aus.
Grüne Pflanzen sind nach der Absorption von Sonnenlicht in der Lage, elektrische Ladungen vorübergehend zu speichern, indem sie einen molekularen Ladungsakkumulator verwenden. Genau diesen Vorgang konnten nun die beiden Forschungsteams im Labor bei künstlichen Molekülen beobachten, die sie eigens dafür herstellten.
Die Chemiker regten die künstlichen Moleküle mit einem Laser an, worauf sie erstmals zwei negative Ladungen für eine kurze Zeitdauer erhalten konnten. Es gelang, die Ladungen genügend lange Zeit – nämlich während 870 Nanosekunden – zu speichern, damit sie für die künstliche Photosynthese auch tatsächlich nutzbar wären.
Neu ist insbesondere, dass die Forscher die Ladungsakkumulation ohne energiereiche Hilfsreagenzien durchführten. Bisher gelang eine solche Ladungsakkumulation in künstlichen Molekülen nur unter Verwendung von Hilfsreagenzien. Für diese muss man jeweils viel Energie aufwenden – womit eine nachhaltige Umwandlung von Sonnenlicht in chemisch gespeicherte Energie nicht möglich wäre.
„Unsere Resultate bedeuten einen grundlegend wichtigen Schritt auf dem Weg in Richtung künstliche Photosynthese”, sagen die beiden Leiter der Forschungsarbeit, Oliver Wenger von der Universität Basel und Peter Hamm von der Universität Zürich. Bis zur angestrebten hohen Nachhaltigkeit des Verfahrens bleibe aber für die Forschung noch immer ein weiter Weg.
Derzeit untersuchen die beiden Forschungsgruppen der Universitäten Basel und Zürich, wie sich die Ladungsakkumulation in einen chemischen Treibstoff umwandeln lässt. Vorbild dafür sind die grünen Pflanzen, welche die Ladungsakkumulation zum Aufbau von lebensnotwendigen, energiereichen Substanzen nutzen.
U. Basel / DE
