Sonntag, 17. Februar 2008

Von der Schöpfung abgeschaut: Pflanzenkraftwerk nachgebaut

US-Forscher haben die Kraftwerke in den grünen Blättern von Pflanzen nachgebaut, die Sonnenstrahlen zur Energiegewinnung nutzen. Der Prototyp des künstlichen Energieumwandlers sei zwar noch ineffizient, berichtete Thomas Mallouk von der Penn State University (Staatliche Universität von Pennsylvania), aber letztlich könnten Systeme möglich sein, die 10 bis 15 Prozent der Sonnenenergie umwandelten. Das entspricht etwa der Größenordnung heutiger Solarzellen.

Das winzige Solarkraftwerk sammelt Sonnenenergie und nutzt die Energie zur Wasserspaltung wie es auch in Blättern geschieht. In Blättern, Nadeln und Algen nehmen Farbstoffe die Energie der Sonnenstrahlen auf. Diese wird über mehrere Stufen auf ein Reaktionszentrum geleitet, das Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff spaltet. Genau dieses Prinzip haben Mallouk und Kollegen künstlich nachgebaut - allerdings in wesentlich einfacherer Ausführung. Zudem nutzen Pflanzen in ihren Kraftwerken noch viele weitere Reaktionen.

Die Forscher verwendeten orange-rote Farbstoffe, um Lichtenergie einzufangen. In einem Reaktionszentrum aus Iridiumoxid wird damit Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten. Zugleich sorgten die Forscher dafür, dass die beiden Endprodukte nicht sofort wieder miteinander reagieren.

Das System erreiche eine Effizienz von 0,3 Prozent. "Die Natur hat nur eine Effizienz von 1 bis 3 Prozent mit der Photosynthese", erläuterte Mallouk. Daher seien diese Systeme nicht für Energieversorgung im Haus oder Autoantriebe zu nutzen. Die Forscher möchten jedoch noch viel an ihrem winzigen Solarkraftwerk verbessern: die Farbstoffe, das Reaktionszentrum und die Struktur.

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