Künstliche Photosynthese als Energiequelle

Ein Team von Wissenschaftlern der Universität Cambridge ist dabei, eine neue Methode zu entwickeln, mit der man Energie herstellt und gleichzeitig umweltschädliches CO2 aus der Atmosphäre verarbeiten kann. Dieser neuartige Prozess wird „künstliche Photosynthese“ genannt. Bei ihrer Durchführung werden Wassermoleküle mithilfe von Sonnenlicht in Energie spendende Wasserstoff- und Sauerstoffteilchen zersetzt. Die Wissenschaftler bedienen sich also derselben Methode, die Pflanzen nutzen, um Energie zu erzeugen – daher der Name.




Durch diesen Prozess kann unbegrenzt „saubere“ Energie hergestellt werden. Sauber, weil das klimaschädliche CO2 in Energie umgewandelt wird. Diese Energie könnte nicht nur auf der Erde verwendet werden, sondern auch als Luft- und Energiequelle für Leben im Weltraum dienen.
An der Entwicklung der künstlichen Photosynthese wird bereits seit 1912 geforscht. Das ließ sich bisher aber nur bedingt vorantreiben, denn es wurden teure, umweltschädliche Katalysatoren benötigt.

Die Forschungsgruppe in Cambridge hat nun einen Prozess erforscht, in dem eine Kombination aus menschlich hergestellten Technologien und dem natürlichen Photosyntheseprozess zur Energieherstellung verwendet wird. Sie nennen diesen Vorgang „halb künstliche Photosynthese“.
Im Vergleich zu der natürlichen Photosynthese kann dieses System mithilfe von synthetischer Biologie und Werkstoffwissenschaften das Sonnenlicht effizienter verwerten. Darüber hinaus verfügt es über einen höheren Grundumsatz und umgeht gegeneinander konkurrierende Stoffwechselvorgänge.
 


 
Die Forschung dreht sich vor allem um das Enzym Hydrogenase, das in Algen vorgefunden werden kann. Dieses Enzym wird genutzt, um Wasserstoff und Sauerstoff zu trennen. Dieser Prozess verläuft nicht mehr auf seine natürliche Wiese, da die Pflanze ihn zum Überleben nicht mehr benötigt. Er wird nun von dem Forschungsteam nachempfunden.
Die aktuellen Forschungsergebnisse bieten das Potenzial, die Entwicklung von erneuerbaren Energien zu revolutionieren.

Das Ziel ist es unter anderem auch, den Prozess der Photosynthese auf andere Vorgänge zu übertragen. So könnte die künstliche Photosynthese neben der Trennung von Wasserstoff und Sauerstoff beispielsweise auch dazu genutzt werden, CO2 in Kraftstoff umzuwandeln.




Bisher sind die Forschungsergebnisse allerdings nur ein Beweis, dass eine künstliche Photosynthese tatsächlich möglich ist. Die bisherigen Entwicklungen sind noch zu fragil, um sie tatsächlich in der Industrie verwenden zu können. Um weitere bahnbrechende Ergebnisse zu erzielen, ist es nötig, dass Experten von verschiedenen Bereichen zusammenarbeiten. Eine der größten Hürden ist es nämlich, dass die künstliche Photosynthese Wissen auf vielen unterschiedlichen Gebieten erfordert. So kamen Weststoffwissenschaftler, Nanotechnologiker, Biochemiker, anorganische Chemiker und synthetische Chemiker zusammen und forschten Jahre, um die bisher errungen Erkenntnisse zu gewinnen.
Das Ziel ist es, an der halb künstlichen Photosynthese weiterzuforschen, um letztlich ganz ohne Hilfe des natürlichen Photosyntheseprozesses in der Lage zu sein, saubere Energie herzustellen.

Quellen: inverse.com

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