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Aktueller Stand der Entwicklung der künstlichen Photosynthese

Aktueller Stand der Entwicklung der künstlichen PhotosyntheseEine funktionierende, massentaugliche Methode für die künstliche Photosynthese wurde bis heute noch nicht entwickelt. Es gibt allerdings verschiedene Ansätze, die bereits gute Ergebnisse erzielen. Es fehlt allerdings noch das gewisse Etwas, damit sich diese Technik durchsetzen kann. Schließlich muss sie für den massenhaften Einsatz billig, einfach und sicher sein.

Nanokapseln als Photosynthese-Maschinerie (2009)

Forscher der Universität Würzburg haben winzige Kapseln entwickelt, in denen sich abertausende von gleichartigen, photoaktiven Molekülen befinden. Diese Moleküle nehmen das Sonnenlicht auf und geben es in Form von Fluoreszenzlicht wieder ab bzw. übertragen dieses auf andere Moleküle. Das erhöht wiederum den energetischen Zustand dieser Moleküle. So funktioniert übrigens auch die natürliche Photosynthese, bei der in genau diesem Schritt Biomasse in Form von Kohlenhydraten aufgebaut wird. Das Ziel bei der künstlichen Photosynthese ist allerdings nicht der Aufbau von Biomasse, sondern die Produktion von verbrauchbarer Energie.

Quelle: Zhang, X., Rehm, S., Safont-Sempere, M. M. & Würthner, F. (2009). Vesicular perylene dye nanocapsules as supramolecular fluorescent pH sensor systems. – Nature Chemistry 1, 623 – 629; doi:10.1038/nchem.368

Künstliche Photosynthese der Firma Sun Catalytix (2010)

2010 hat es Daniel Nocera vom MIT (Massachusetts Institute of Technology) geschafft, mit seiner Entdeckung zum Thema künstliche Photosynthese in aller Munde zu gelangen. Sein entwickeltes Verfahren verläuft dabei wie folgt ab:

Wasser wird mit Hilfe von Sonnenlicht und einem Katalysator auf einem Metallplättchen in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Der entstandene Wasserstoff wird dann mit Hilfe einer Brennstoffzelle in puren, elektrischen Strom umgewandelt.

Das gute an dieser Lösung: Die Produktion von Wasserstoff läuft den ganzen Tag über. Es wird Wasserstoff gespeichert und kann jederzeit abgerufen werden. Braucht man beispielsweise in der Nacht Strom, dann kann der gespeicherte Wasserstoff aus der künstlichen Photosynthese mit Hilfe der Brennstoffzelle jederzeit genutzt werden. Würde man eine normale Solarzelle benutzen, wäre der Strom nur tagsüber verfügbar.

Das Verfahren der Firma Sun Catalytix wurde damals von der US-Regierung mit mehreren Millionen Dollar subventioniert. Wer es in Aktion sehen möchte, dem kann ich dieses YouTube-Video ans Herz legen, in dem Daniel Nocera das Verfahren höchstpersönlich kommentiert.

Aktueller Stand (20. Dezember 2013): Auf der offiziellen Website von Sun Catalytix wurden seit 2011 keine Pressemitteilungen heraus gegeben. Allerdings hat Daniel Nocera letztes Jahr dem Spiegel verraten, dass er schon 2011 erste Prototypen auf indischen Dächern befestigen wollte. Die Effizienz: Circa 4 Liter Wasser sollten den Bedarf einer ganzen Familie decken. Passiert ist bislang leider nichts.

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