So wie die Pflanzen aus Kohlendioxid, Wasser und dem Licht der Sonne Energie gewinnen können, so haben Forscher mit den gleichen Ausgangsstoffen, einem Katalysator und einem Trichter, der das Sonnenlicht bündelt, eine chemische Reaktion hervorgerufen, die enorme Hitze erzeugt.

Mit der Energie der Sonne und ähnlich wie die Pflanzen schafft ein Team aus US- und Schweizer Forschern einen neuen Kraftstoff. Die Gruppe um Sossina Haile vom California Institute of Technology präsentiert ihre Technik im Journal "Science". Der chemische Prozess erinnert an die Photosynthese. Diese nutzt die Sonnenenergie, um aus Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O) Zuckermoleküle aufzubauen. Dabei wird als Nebeneffekt Sauerstoff (O2) frei. Diese Reaktion steht am Beginn fast allen Lebens an der Erdoberfläche. Auch Öl, Gas und Kohle gingen aus dieser biochemischen Zähmung des Sonnenlichtes hervor.

Haile und ihre Kollegen experimentierten mit dem Element Cerium. Dazu schufen sie einen hohlen Zylinder aus Cerium-Oxid. Das feinporöse Material besitzt eine riesige Oberfläche und ist ein Katalysator: Es beschleunigt chemische Reaktionen, ohne selbst verändert zu werden.

Umwandlung von Kohlendioxid

Die Wissenschaftler setzten den Zylinder in einen innen blank polierten Trichter, der das Sonnenlicht bündelt, vielfach hin- und herspiegelt und damit die Energie des Sonnenlichtes als Hitze auf das Cerium-Oxid überträgt. Dort findet dann die Reaktion statt: Aus CO2 und H2O werden Sauerstoff (O2), Wasserstoff (H2) und Kohlenmonoxid (CO). Die beiden Gase Sauerstoff und Wasserstoff bergen viel Energie und können als Treibstoff oder Energiespeicher dienen. Die Ausgangsstoffe – Wasserdampf und Kohlendioxid – werden als Gas in die Apparatur geleitet und stehen wie das Sonnenlicht in fast unbegrenzter Menge zur Verfügung.

Im Trichter herrschten während der Versuche drastische Bedingungen: Haile ließ nicht einfach nur die Sonne auf das Fenster an einem Ende des Trichters scheinen, sondern erhöhte die Energie um das 1500-fache. Solche Bedingungen herrschen zum Beispiel in Solarkraftwerken, in denen viele Spiegel die Energie der Sonne auf einen sehr kleinen Punkt konzentrieren. Das brachte das Cerium-Oxid auf Temperaturen zwischen 1420 und 1640 Grad Celsius. Den Angaben in "Science" zufolge werden zwischen 0,7 und 0,8 Prozent der Sonnenenergie in Treibstoffenergie gewandelt.