Wissen
04.09.2018

Neue Methode zur Gewinnung von Treibstoff aus Sonnenlicht entwickelt

Ein Eingriff in den Prozess der Fotosynthese macht's möglich. Das neue Verfahren produziert solare Energie in großen Mengen.

Die Welt der erneuerbaren Energie ist um eine bahnbrechende Idee reicher. Am St. John’s College der Cambridge University wurde eine neue Methode entwickelt, um aus Sonnenlicht Treibstoff herzustellen. Dabei wurde der Prozess der Fotosynthese künstlich verändert- um aus Wasser Wasserstoff und Sauerstoff zu gewinnen. Das Produkt dieser Spaltung- das für die Energiegewinnung so bedeutend ist- ist der Wasserstoff. Wasserstoff wird als grüne und unbegrenzte Energiequelle gesehen. Er ist deshalb so wichtig, weil er als Energieträger fungiert, der Energie speichert und transportiert.

Fotosynthese ist ein Prozess, bei dem Pflanzen aus Sonnenlicht Energie erzeugen. Ein Nebenprodukt, das dabei entsteht ist Sauerstoff. Diese Reaktion ist eine der wichtigsten chemischen Prozesse für unseren Planeten, da so der Großteil des Sauerstoffs produziert wird.

Die neue Methode aus Cambridge nennt sich "halbkünstliche Photosynthese". Dabei bleibt ein Teil der natürlichen Vorgänge erhalten, diese werden aber durch künstliche Technologien ergänzt. Auf diese Weise können große Mengen an solarer Energie produziert und gespeichert werden. Es gibt zwar seit einigen Jahrzehnten eine vollständig künstliche Form der Fotosynthese, für diese braucht es aber einen Katalysator. Die sind oft zu teuer oder schädlich für die Umwelt.

Solare Technologien

Die Forscher beschreiben diesen Fortschritt als "Meilenstein". Denn: Die rein künstliche Fotosynthese eigne sich nicht zur Herstellung erneuerbarer Energien und der natürliche Vorgang sei nicht effizient genug. Die Energie, die dabei produziert wird, reiche nur um das System aufrecht zu erhalten. Es werde aber kaum überschüssige Energie produziert. Der neue Zugang ändert das nun grundlegend. In der halbkünstlichen Fotosynthese wird um einiges mehr Energie hergestellt und gespeichert. Es kann auch viel mehr Sonnenlicht aufgenommen werden als im natürlichen Vorgang.

Die Forscher verwendeten Algen, um eine Reaktion in Gang zu bringen, die schon seit Jahrtausenden nicht mehr möglich war. Diese Reaktion nennt sich Hydrogenase - dabei werden Enzyme aus den Algen verwendet, die Protonen in Wasserstoff umwandeln können. Somit kann Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten werden. Diese Reaktion wurde mit dem Einsetzen der Evolution beendet, da sie für unser Überleben nicht mehr notwendig war.

Die Forscher glauben nun, neue Formen der Solarenergie entwickeln zu können. Die Erstautorin der Studie Katarzyna Sokol beschreibt diesen wissenschaftlichen Durchbruch als "aufregend". "Wir sind nun in der Lage eine Reaktion zu erzeugen, die es so in der Natur nicht gibt. Das ist ein wichtiger Ausgangspunkt für eine Weiterentwicklung der solaren Technologien."