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Kann man ein künstliches Blatt herstellen?

 

Antwort

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In Blättern der Pflanzen befinden sich so genannte Chloroplasten, die Sonnenlicht nutzen, um mit Wasser und Kohlendioxid energiereiche Kohlenhydrate herzustellen. Dieser Prozess ist nicht nur einer der ältesten chemischen Prozesse auf der Erde, sondern vielleicht auch der wichtigste, denn ohne die Fotosynthese wäre höheres Leben vermutlich nie entstanden. Die Fotosynthese läuft über zwei Schritte: Zunächst wird Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff aufgespalten, erst im zweiten Schritt entstehen mit Kohlendioxid und Wasserstoff neue Kohlenhydrate. Beim „künstlichen Blatt“ versuchen Wissenschaftler den ersten Schritt nachzuahmen, denn Wasserstoff könnte einer der primären Energieträger der Zukunft sein.

Interessanterweise ist die Fotosynthese der Pflanzen nicht sehr effektiv. Pflanzen nutzen nur rund ein Prozent der Sonnenenergie. Der Grund ist: Würden die Pflanzen mehr Sonnenenergie nutzen, könnten chemische Nebenprodukte entstehen, die schädlich für sie sind. Bei der Entwicklung des künstlichen Blattes muss dies nicht berücksichtigt werden, theoretisch wäre sogar ein Wirkungsgrad von bis zu 40 Prozent möglich.

Doch in der Praxis gibt es noch viele Herausforderungen: 2011 berichtete eine amerikanische Wissenschaftlergruppe, dass sie ein künstliches Blatt entwickelt haben, das eine Effizienz von zehn Prozent besitzt, allerdings zu einem exorbitanten Preis. Ein Team am Helmholtz-Zentrum Berlin hat daher vor kurzem mit einem günstigen und verhältnismäßig einfachen System für Aufsehen gesorgt, das bereits 5 Prozent des eingestrahlten Sonnenlichts chemisch in Form von Wasserstoff speichern kann.

Diese Frage beantwortet Dr. Antonia Rötger, Referentin für Wissenschaftskommunikation in der Pressestelle vom Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie.