Künstliche Photosynthese

Abstract

Zusammenfassung Die Künstliche Photosynthese kann einen wesentlichen Beitrag zum Gelingen einer nachhaltigen Energiewende leisten. Die einzelnen Schlüsselprozesse sind weitgehend erforscht und verstanden. Es gibt bereits einzelne Systeme, etwa basierend auf einer Kombination aus Elektrolyse und Photovoltaik, in denen durch Sonnenenergie Wasser und Kohlendioxid in Brenn‐ und Rohstoffe umgewandelt werden. Als konsequente Weiterentwicklung von Power‐to‐X‐Technologien kann durch Künstliche Photosynthese Sonnenergie noch am selben Ort zur Produktion von Brenn‐ und Wertstoffen genutzt und so der Umweg über das Stromnetz vermieden werden. Wichtig ist, dass die Gesellschaft durch einen intensiven Dialog im frühen Entwicklungsstadium für neue Technologien sensibilisiert wird. Nur so kann die Weiterentwicklung der Künstlichen Photosynthese nachhaltig vorangetrieben werden.

Mit Licht zu grünem Wasserstoff

“…In jüngster Zeit widmet sich diese Zeitschrift verstärkt den Problemen rund um den Klimawandel, die Energiewende und klimaschonende Technologien [1, 2]. Eine Schlüsselrolle in der Energiewende wird Grüner Wasserstoff einnehmen [3, 35].…”

Artificial photosynthesis in a bottle – hydrogen gas with light

“…DerP rozess derk ünstlichens owie dern atürlichenP hotosynthesek annm odelltheoretisch in vier Schritte unterteilt werden [5,6]. serstoff,MethanoderAmmoniakgebildet.…”

“…Im Experimentalvortrag(Zugang zu denF olien überden QR-Code (Abb.1)) wurdea usgehend vond iesen Überlegungen aufd as bereitsb ekannteP hoto-Blue-Bottle-Experimenth ingewiesen [3,4]. Darauf aufbauende Experimenteermçglichen denE instiegi ndas Themenfeld derk ünstlichenP hotosynthese mitder Synthese nachhaltiger undCO 2 -neutraler Wert-und Brennstoffea ls Endprodukt [5,6]. Im weiteren Verlauf werden dieP rozesseder künstlichenP hotosynthese starkv erkürztdargestellt undanschließenddie Entwicklungd es Experiments 1-To pf-Zelle.V erschiedeneM aterialiens ind überd ie angegebenenQuellen zu beziehen.…”

Dem roten Faden folgen?

“…Das künstliche Blatt lässt noch auf sich warten, das diffizile biokatalytische System konnte noch nicht effektiv imitiert werden. Vor allem die unzureichende Stabilität der benötigten Farbstoffe, welche wie Chlorophyll und Carotinoide in Grünpflanzen für die nötige Lichtabsorption und Ladungstrennung sorgen, limitiert noch die Leistungsfähigkeit künstlicher Photosynthesesysteme [1]. Schlüsseleigenschaften wie Redoxpotentiale, Löslichkeit und Farbe können aber Dank der Vielfalt organischer und metallorganischer Moleküle auf die gewünschte Anwendung maßgeschneidert werden.…”