Strom aus Styropor?

15. Juli 2000, 17:29

Ein bestimmtes Plastikmolekül speichert Sonnenenergie ähnlich wie Pflanzen bei der Photosynthese

Los Alamos/New Mecixo - Ein Plastikmolekül speichert Sonnenenergie ähnlich wie Pflanzen bei der Photosynthese - diesen Erfolg vermelden US-Chemiker und sehen ein breites Anwendungsfeld für das Material. Ihr geschickt konstruiertes Molekül besteht hauptsächlich aus Polystyrol (ungeschäumtem Styropor) und ist billig nachzubauen. Daraus ließe sich eine ganz neue Generation billiger Batterien entwickeln, sagen die Forscher: Von Batterien für Mobiltelefone oder Laptops bis hin zu Brennstoffzellen im Auto, die per Solarstrom betrieben werden.

Das Team um Tom Meyer vom staatlichen Los Alamos National Laboratory in New Mexico ist seit längerem auf der Suche nach einfachen Materialien, die den komplexen chemischen Ablauf der Photosynthese nachahmen können. Jede Pflanze absorbiert bei diesem Vorgang ein Lichtteilchen - über den grünen Farbstoff in seinen Blättern, das Chlorophyll. Die Energie dieses Photons stößt eine chemische Reaktion an: Elektronen der beteiligten Moleküle werden in Bewegung gesetzt, bis Elektronen von einem Wassermolekül zu Kohlendioxid übertragen werden. Dabei entsteht Sauerstoff und energiereicher Zucker, die Glukose.

All diese Einzelschritte hatten Meyer und Kollegen bereits im Labor nachahmen können. Sie nutzten verschiedene künstlich hergestellte Moleküle, in Kombination mit Atomen des seltenen Metalls Ruthenium. Jetzt verknüpften sie all diese Moleküle mit einem gemeinsamen "Rückgrat", dem häufig genutzten Kunststoffmolekül Polystyrol. In Lösung gebracht und mit einem Laser bestrahlt, reagierte das "Supermolekül" tatsächlich wie erhofft: Einige Seitenketten absorbierten die Lichtenergie, wobei Ruthenium-Moleküle die Rolle des Chlorophylls übernahmen. Entlang der Polymerkette gelangte die Energie zu einem weiteren Ruthenium-Komplex, wo sie ein Elektron von seiner Position verschob und in Bewegung setzte.

Der gegenteilige Effekt kommt bei Batterien zum Tragen: Zuvor verschobene Elektronen wandern zurück, um einen Ladungsausgleich zu erreichen. Dieser Weg führt aber nur über einen Stromkreis, wobei sie die Birne zum Leuchten oder den Motor zum Drehen bringen. Meyers Ziel für die nächste Zukunft: Die Effizienz verbessern, mit der die Moleküle die Energie umsetzen. Zur Zeit liegt sie bei etwa 15 Prozent. "Es liegt eine Menge harte Arbeit vor uns, doch das ist zu erwarten", so Meyer, "schließlich hat die natürliche Photosynthese mehr als eine Milliarde Jahre gebraucht, um sich zu entwickeln." (pte)

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