Künstliche Photosynthese folgt Vorbild der Natur

  • 28. June 2016

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

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