Green & Sustainability Künstliche Photosynthese: Ja, gibt es schon

Künstliche Photosynthese: Ja, gibt es schon

„Unsere Entdeckung ist ein echter Gamechanger“, sagt die Chemikerin Francesca Toma. Das sind natürlich große Worte, wie jede:r sie gerne über die eigene Arbeit sagen würde. Aber was die Forscherin vom Berkeley National Laboratory untersucht hat, klingt tatsächlich nach Science Fiction: Eine Maschine, die nach dem Vorbild von Pflanzen Photosynthese betreibt. Der dabei gewonnenen Wasserstoff kann Motoren antreiben. Die Energie kommt aus Licht.

Künstliche Photosynthese
Francesca Toma (rechts) and Guosong Zeng vom Berkeley Lab. © Thor Swift of Berkeley Lab

Erfinderin dieser Technologie für künstliche Photosynthese ist allerdings nicht Francesca Toma selbst, sondern Zetian Mi, Professor an der University of Michigan. Was Toma jetzt bestätigen konnte: Die Maschine verbessert sich selber, während sie läuft. Ja, so erstaunlich es klingt, das Gerät nutzt sich nicht ab. Im Gegenteil, es optimiert sich selbst.

Das Problem bisher: Effektivität nimmt ab

Denn die künstliche Photosynthese hat bisher ein großes Problem: Die Materialien verlieren viel zu schnell ihre Funktion. Schon nach wenigen Stunden im Einsatz, geht die Effizienz massiv zurück. Genau das ist bei dem untersuchten Gerät anders. Es wird nach Angaben der Forscher:innen im Einsatz immer besser, spaltet Wasser immer effektiver in Sauerstoff und Wasserstoff auf.

Künstliche Photosynthese
Von der Natur abgeschaut: Auch Pflanzen erzeugen Energie aus Licht. © Sarah Mahmuda CC0

Aber was tut die Maschine überhaupt? Der Prozess ist etwas anders als beim Vorbild aus der Natur. Künstliche Photosynthese, das heißt in diesem Fall, dass mit Sonnenlicht Wasserstoff aus Wasser isoliert wird. Übrig bleibt am Ende Sauerstoff, denn Wasser ist nichts anderes als eine Verbindung aus H und O, Wasserstoff und Sauerstoff. Der freigesetzte Wasserstoff aus der Verbindung kann als Treibstoff verwendet werden. Die künstliche Photosynthese ist eine besonders vielversprechende Technik, um reinen Wasserstoff zu gewinnen.

An der untersuchten Technik ist außerdem faszinierend, dass sie aus billigen und weit verbreiteten Galliumnitrit-Nanodrähten hergestellt wird. Diese nur maximal 0,0001 Millimeter dicken Metallfäden werden sowieso in vielen ganz gewöhnlichen Elektroprodukten eingesetzt. Die nach Science Fiction klingende Entdeckung aus den USA baut also auf etwas auf, das so gewöhnlich ist, dass es in vielen Haushalten zu finden ist.

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