Welche Technik steht hinter der künstlichen Photosynthese?

19. Dezember 2013

Welche Technik steht hinter der künstlichen Photosynthese?Das künstliche Blatt stellt man sich am besten als kleines Metallplättchen vor, welches sich in einem Behälter mit Wasser befindet.

Natürlich steht die gesamte Konstruktion im Sonnenlicht, da die Energie der Sonne die treibende Kraft bei der Photosynthese ist. Auf der Oberfläche des künstlichen Blattes befinden sich Solarzellen, die das Sonnenlicht aufnehmen und in Strom umwandeln. Die Solarzelle ist dabei mit Katalysatoren beschichtet, die die Reaktion erst ermöglichen.

Die Kraft des entstandenen Stroms kann nun genutzt werden, damit das Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff aufgespalten werden kann. Der entstandene Wasserstoff kann nun als Energiequelle genutzt werden. Wasserstoff fungiert dabei als sogenanntes solar fuel, also als Treibstoff, der durch Sonnenlicht hergestellt wird.

Es gibt jedoch auch andere Ansätze: Als Hintertür für die Produktion von Wasserstoff können eventuell auch Kleinstlebewesen wie Bakterien oder Algen helfen: Es wurden bereits einige Arten entdeckt, die in ihrem Stoffwechselkreislauf Wasserstoff als Abfallprodukt ausscheiden – ähnlich wie die Pflanzen es mit Sauerstoff machen oder wir Menschen mit Kohlenstoffdioxid.

Es gibt also nicht die eine Lösung zur Bewerkstelligung von künstlicher Photosynthese. Es gibt mehrere theoretische Wege – nun stellt sich allerdings die Frage, welcher Weg am besten umsetzbar, am kostengünstigsten und am einfachsten ist.

Wo ist der Unterschied zu einer normalen Solarzelle?

Auf den ersten Blick sehen sich die künstliche Photosynthese und die Stromerzeugung mit Hilfe einer Solarzelle ziemlich ähnlich. Jedoch entsteht in einer Solarzelle, wenn sie vom Sonnenlicht getroffen wird, direkter Strom, der sofort genutzt werden sollte, da er sonst verpufft. Die Speicherung der Energie in einem Pumpspeicherkraftwerk ist zwar technisch möglich, allerdings geht auf diese Weise viel Energie verloren.

Bei der künstlichen Photosynthese hingegen, soll ein speicherbarer, chemischer Energieträger entstehen. Dies kann zum Beispiel in Form von Wasserstoff, Ethanol oder Methan der Fall sein. Dieser kann dann weiterverkauft werden, ohne dass er direkt genutzt werden muss – ähnlich wie beim Benzin, nur dass keine fossilen Brennstoffe verschwendet werden müssen.

Wieso gibt es noch keine künstliche Photosynthese?

In der Theorie sind künstliche Blätter zwar durchaus technisch umsetzbar, allerdings sind die nötigen Materialien momentan noch viel zu teuer oder aber gar nicht in ausreichender Menge auf unserem Planeten verfügbar. Zum Beispiel kann auch heute schon Wasserstoff künstlich hergestellt werden, allerdings stehen die Produktionskosten in keinem vernünftigen Verhältnis zum Nutzen.

Die Technik ist verfügbar, allerdings müssen noch einige Schlupflöcher gefunden werden, mit denen diese in Massenproduktion gehen kann. Forscher haben sich allerdings zum Ziel gesetzt, bis zum Jahr 2050 alle fossilen Brennstoffe, wie zum Beispiel Benzin, durch solar fuels und ähnliche erneuerbaren Energien zu ersetzen. Dies wird auch nötig sein, da unsere Vorräte an fossilen Brennstoffen schon fast erschöpft sind.

Im nächsten Teil der Serie über künstliche Photosynthese, wird es um den jetzigen Stand der Dinge und die momentanen Ansätze gehen, die die Technik für den Massenmarkt realisieren könnten.

Kommentar schreiben

Kommentar


Blogverzeichnis - Blog Verzeichnis bloggerei.de ÖKOPORTAL - Das Webverzeichnis der Ökobranche