17. Februar 2008 12:42

Lernen von der Natur 

Forscher bauten Solarkraftwerke der Pflanzen nach

Die Zellen sammeln Sonnenenergie und nutzen sie zur Wasserspaltung wie auch in Pflanzenblättern.

Forscher bauten Solarkraftwerke der Pflanzen nach
© REUTERS/Marcelo del Pozo

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, aber letztlich könnten Systeme möglich sein, die zehn bis 15 Prozent der Sonnenenergie umwandeln. Das entspräche etwa der Größenordnung heutiger Solarzellen.

Mini-Kraftwerk mit mehreren Stufen
Das Team stellte das Mini-Kraftwerk am Sonntag auf der Jahrestagung des US- Wissenschaftsverbands AAAS in Boston vor. 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.

Natur zehnmal effizienter
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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