Wichtiger Schritt in Richtung künstliche Fotosynthese

Chemikerteams der Universität Basel und Zürich sind in Bezug auf die Energiegewinnung aus Sonnenlicht einen Schritt weiter.

Zum ersten Mal konnten sie eine der wichtigsten Phasen der natürlichen Fotosynthese in künstlichen Molekülen beobachten. In der Fachzeitschrift „Angewandte Chemie (Internationale Ausgabe)“ werden ihre Ergebnisse vorgestellt.

Grüne Pflanzen sind nach der Absorption von Sonnenlicht in der Lage, elektrische Ladungen vorübergehend zu speichern, indem sie einen sogenannten molekularen Ladungsakkumulator verwenden. Genau diesen Vorgang konnten nun die beiden Forschungsteams im Labor bei künstlichen Molekülen beobachten, die sie eigens dafür herstellten.

Zwei negative Ladungen für eine kurze Zeitdauer gespeichert

Die Chemiker regten die künstlichen Moleküle mit einem Laser an, worauf erstmals zwei negative Ladungen für eine kurze Zeitdauer gespeichert werden konnten. Es gelang, die Ladungen genügend lange Zeit – nämlich während 870 Nanosekunden – zu speichern, damit sie für die künstliche Fotosynthese auch tatsächlich nutzbar wären.

Neu ist insbesondere, dass die Forschenden die Ladungsakkumulation ohne energiereiche Hilfsreagenzien durchführten. Bisher gelang eine solche Ladungsakkumulation in künstlichen Molekülen nur unter Verwendung von Hilfsreagenzien. Für diese muss jeweils viel Energie aufgewendet werden – 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 Fotosynthese“, sagen die beiden Leiter der Forschungsarbeit, Prof. Oliver Wenger (Universität Basel) und Prof. Peter Hamm (Universität Zürich). Bis zur angestrebten hohen Nachhaltigkeit des Verfahrens bleibe aber für die Forschung noch immer ein weiter Weg.

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Aktuelle Untersuchungen: Umwandlung in Treibstoff

Derzeit untersuchen die beiden Forschungsgruppen der Universitäten Basel und Zürich, wie die Ladungsakkumulation in einen chemischen Treibstoff umgewandelt werden kann. Vorbild dafür sind die grünen Pflanzen, welche die Ladungsakkumulation zum Aufbau von lebensnotwendigen, energiereichen Substanzen nutzen. Die künstliche Fotosynthese gilt als ein vielversprechendes Element einer zukünftigen nachhaltigen Energieversorgung.

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Artikel von: Universität Basel
Artikelbild: Symbolbild © Greg Brave – shutterstock.com