Meine Merkliste
my.chemie.de  
Login  

Energie aus Sonnenlicht: Weiterer Schritt zur künstlichen Fotosynthese

27.06.2016

Hans, pixabay.com, CC0

Chemikerteams der Universitäten Basel und Zürich sind der Energiegewinnung aus Sonnenlicht einen Schritt näher gekommen: Sie konnten erstmals eine der wichtigsten Phasen der natürlichen Fotosynthese in künstlichen Molekülen nachvollziehen.

Grüne Pflanzen sind nach der Absorption von Sonnenlicht in der Lage, elektrische Ladungen vorübergehend zu speichern, indem sie einen sogenannten molekularen Ladungsakkumulator verwenden. Genau diesen Vorgang konnten nun die beiden Forschungsteams im Labor bei künstlichen Molekülen beobachten, die sie eigens dafür herstellten.

Zwei Ladungen kurz gespeichert

Die Chemiker regten die künstlichen Moleküle mit einem Laser an, worauf erstmals zwei negative Ladungen für eine kurze Zeitdauer gespeichert werden konnten. Es gelang, die Ladungen genügend lange Zeit – nämlich während 870 Nanosekunden – zu speichern, damit sie für die künstliche Fotosynthese auch tatsächlich nutzbar wären.

Neu ist insbesondere, dass die Forschenden die Ladungsakkumulation ohne energiereiche Hilfsreagenzien durchführten. Bisher gelang eine solche Ladungsakkumulation in künstlichen Molekülen nur unter Verwendung von Hilfsreagenzien. Für diese muss jeweils viel Energie aufgewendet werden – womit eine nachhaltige Umwandlung von Sonnenlicht in chemisch gespeicherte Energie nicht möglich wäre.

«Unsere Resultate bedeuten einen grundlegend wichtigen Schritt auf dem Weg in Richtung künstliche Fotosynthese», sagen die beiden Leiter der Forschungsarbeit, Prof. Oliver Wenger (Universität Basel) und Prof. Peter Hamm (Universität Zürich). Bis zur angestrebten hohen Nachhaltigkeit des Verfahrens bleibe aber für die Forschung noch immer ein weiter Weg.

Umwandlung in Treibstoff

Derzeit untersuchen die beiden Forschungsgruppen der Universitäten Basel und Zürich, wie die Ladungsakkumulation in einen chemischen Treibstoff umgewandelt werden kann. Vorbild dafür sind die grünen Pflanzen, welche die Ladungsakkumulation zum Aufbau von lebensnotwendigen, energiereichen Substanzen nutzen. Die künstliche Fotosynthese gilt als ein vielversprechendes Element einer zukünftigen nachhaltigen Energieversorgung.

Originalveröffentlichung:

M. Orazietti, M. Kuss-Petermann, P. Hamm, O. S. Wenger; "Light-Driven Electron Accumulation in a Molecular Pentad"; Angew. Chem. Int. Ed.; (2016)

Fakten, Hintergründe, Dossiers
  • Universität Basel
  • Photosynthese
  • künstliche Photosynthese
  • Universität Zürich
Mehr über Universität Basel
  • News

    Neuer Ansatz zur Synthese von Terpenen

    Terpene sind Naturstoffe, deren Nachbildung im Labor oft nur mühevoll gelingt. Chemiker der Universität Basel haben nun eine der Natur nachempfundene Synthesemethode entwickelt. Dabei findet der entscheidende Schritt im Innern einer molekularen Kapsel statt, welche die Reaktion in Gang setz ... mehr

    Erstmals Moleküle in Halbleiterstrukturen elektrisch kontaktiert

    Elektrische Schaltkreise werden immer weiter verkleinert und um bestimmte Funktionen erweitert. Eine neue Methode erlaubt es nun, einfache Moleküle auf einem konventionellen Silizium-Chip in elektrischen Kontakt zu bringen. Das Verfahren verspricht Fortschritte in Sensortechnik und Medizin, ... mehr

    Wasser ist nicht gleich Wasser

    Wassermoleküle kommen in zwei verschiedenen Formen mit fast identischen physikalischen Eigenschaften vor. Erstmals ist es nun gelungen, die beiden Formen zu trennen und dabei zu zeigen, dass sie unterschiedliche chemische Reaktivitäten aufweisen können. Das berichten Forschende der Universi ... mehr

  • Universitäten

    Universität Basel

    Tradition - In Basel steht die älteste Universität der Schweiz. Sie wurde 1460 auf Initiative von Stadtbürgern gegründet. Sie ist eine moderne, mitten in der Stadt gelegene Hochschule mit einem attraktiven Forschungs-, Lehr- und Dienstleistungsangebot. Selbstverwaltet - Seit 1996 geniesst ... mehr

Mehr über Universität Zürich
  • News

    Neuartige Isolatoren mit leitenden Kanten

    Physiker der UZH erforschen eine neue Materialklasse, die sogenannten topologischen Isolatoren höherer Ordnung. Die Kanten dieser kristallinen Festkörper leiten elektrischen Strom verlustfrei, während der Rest des Kristalls isoliert. Dies wäre sehr nützlich in der Halbleitertechnik und für ... mehr

    Schnellere Strukturbestimmung organischer Salze

    UZH-Forschende haben eine neue Methode entwickelt, mit der sich die Kristallstrukturen von organischen Salzen schneller und mit erheblich kleinerem Aufwand bestimmen lassen als bisher. Da salzartige Substanzen rund 40 Prozent aller medizinischen Wirkstoffe ausmachen, dürfte das neue kristal ... mehr

    Erstmalige präzise Messung der effektiven Ladung eines einzelnen Moleküls

    Zum ersten Mal ist es Forschenden gelungen, die effektive elektrische Ladung eines einzelnen Moleküls in Lösung präzise zu messen. Dieser fundamentale Fortschritt einer vom SNF unterstützten Professorin könnte den Weg für die Entwicklung neuartiger medizinischer Diagnosegeräte ebnen. Die e ... mehr

  • Videos

    Von Sonnenlicht zu chemischer Energie

    Wie macht man aus Sonnenlicht und Wasser Energie, die gespeichert oder als Treibstoff verwendet werden kann? Chemiker der Universität Zürich forschen an der Energieform der Zukunft. mehr

  • Universitäten

    Universität Zürich

    Die Universität Zürich gehört zu den besten Forschungsuniversitäten Europas und bietet das grösste Angebot an Studienfächern in der Schweiz. mehr

  • q&more Artikel

    Vom Nachtschwärmer zur Lerche

    Die meisten Menschen kommen aufgrund ihrer Biochronologie entweder als Lerche (Frühaufsteher) oder Eule (Morgenmuffel) zur Welt und in der Pubertät entwickeln sie sich zum Nachtschwärmer. Mit dem 20. Lebensjahr tritt dann eine Wende ein und der Schlaf- und Wachrhythmus verschiebt sich konti ... mehr

  • Autoren

    Dr. Steven A. Brown

    Steven B. Brown studierte Biochemie am Harvard College, Cambridge, Massachusetts, USA. 1997 promovierte er im Fachgebiet Biological Chemistry and Molecular Pharmacology, Harvard University, Cambridge, Massachusetts, USA. Von 1998-2005 war er als Postdoc am Institut für Molekulare Biologie a ... mehr

Ihr Bowser ist nicht aktuell. Microsoft Internet Explorer 6.0 unterstützt einige Funktionen auf Chemie.DE nicht.