Mit dem Teilchenbeschleuniger zur künstlichen Photosynthese

9. August 2010, 16:44
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Italienische Anlage ELETTRA für Experimente herangezogen

Wien - Fortschritte bei der Entwicklung eines Verfahrens für künstliche Photosynthese melden Wissenschafter des Instituts für Biophysik und Nanosystemforschung der Akademie der Wissenschaften (ÖAW). Die Forschungen wurden in Kooperationen mit italienischen und spanischen Kollegen am Teilchenbeschleuniger ELETTRA in Triest durchgeführt und in der jüngsten Online-Ausgabe der Wissenschaftszeitschrift "Nature Chemistry" veröffentlicht.

Wasserstoff gilt als Zukunftshoffnung in Sachen Energieträger. Künstlich gewonnen wird er durch Elektrolyse, also die Aufspaltung von Wasser in Wasser- und Sauerstoff mittels elektrischem Strom. Pflanzen nutzen dagegen im Zuge der Photosynthese direkt die Lichtenergie, um den gleichen Effekt zu erzielen. Weltweit arbeiten Wissenschafter an der technischen Nachahmung dieser Vorgänge.

Natürliche Vorbilder mit großem Instrumentarium nachgeahmt

Die Forscher um Heinz Amenitsch von der ÖAW haben nun eine effiziente Wasseroxidation entwickelt, also die Abtrennung des Sauerstoffs aus den Wassermolekülen. Sie verwenden dazu von der Natur abgeschaute, Sauerstoff abscheidende Anoden, die aus hierarchischen Strukturen bestehen: Vielwändige Kohlenstoffnanoröhrchen, die das leitende Bett der Elektrode bilden und eine Beschichtung aus dem anorganischen Ruthenium-Katalysator tragen. "Erst dieser Verbundwerkstoff ermöglicht die effiziente Wasseroxidation bei der künstlichen Photosynthese, die uns näher an eine Welt aus kohlenstofffreien Treibstoffen bringt", so Amenitsch in einer Aussendung am Freitag.

In Versuchen in Triest wurden zuvor die entscheidenden Einblicke in die Nanostrukturen des Ruthenium-Clusters, der aktiven Substanz auf den Nanoröhrchen, gewonnen. "Nur durch den Einsatz dieser speziellen Röntgentechnik am Synchrotron ist die exakte Bestimmung der für die Photosynthese verantwortlichen Form des Rutheniumkomplexes ermöglicht worden", so der Wissenschafter. (APA)

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