Künstliche Pflanzen erzeugen Treibstoffe aus CO2 und Sonne
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Ein Team von europäischen Wissenschaftlern am Collège de France, Paris, unter der Leitung von Prof. Victor Mougel, seit Dezember 2018 an der ETH Zürich tätig, hat ein System entwickelt, welches Pflanzen imitiert und aus CO2, Wasser und Sonnenlicht nachhaltige Kraftstoffe und Chemikalien erzeugt.
Die Studie, die von einer Solar-zu-Kohlenwasserstoff-Effizienz von 2.3% berichtet, wurde kürzlich in der renommierten wissenschaftlichen Zeitschrift PNAS veröffentlicht und fand breite Aufmerksamkeit in den Medien. Das neue All-in-One-Gerät imitiert Pflanzen und nutzt ebenfalls Sonnenlicht um CO2 und Wasser in nachhaltige Kraftstoffe und Chemikalien umzuwandeln. Dies war schon zuvor erreicht worden, aber erst jetzt ist es den Forschern gelungen, die Pflanzen zu übertreffen – der Prozess ist doppelt so effizient und benötigt nur kostengünstige Materialien.
Ein kostengünstiges System für die Praxis
“Andere künstliche Photosynthesegeräte verwenden sehr teure Metalle wie Iridium und Silber, aber diese benötigen wir nicht”, erklärt Victor Mougel. „Unser System nutzt Metalle, die häufig vorkommen, Rohstoffe, die billig sind und nicht aus Konfliktgebieten kommen", fügt er hinzu. Einer der wichtigsten Bestandteile dieser neuen künstlichen Pflanze ist die Technologie der Blätter – also der Solarzellen, die Licht einfangen und in Energie umwandeln. Diese basieren auf kosteneffizienten Perowskitsolarzellen, die buchstäblich auf jede Oberfläche gedruckt werden können und auch wasserfest sind, so dass das Gerät auch unter Alltagsbedingungen funktioniert.
Reduktion des Kohlendioxids in der Luft
Da bei diesem Prozess CO2 als einzige Kohlenstoffquelle für die Herstellung von Kraftstoffen und Chemikalien genutzt wird, könnte der Prozess zu einer nachhaltigen Lösung des Treibhausgasproblems führen. Pflanzen produzieren Zucker, aber diese Geräte liefern Brennstoffe und nützliche Chemikalien, die direkt in jetzigen Produktionsprozessen genutzt werden können. „Geräte wie diese „künstliche Pflanze“ bringen uns einer Kreislaufwirtschaft viel näher“, sagt Mougel. “Stellen Sie sich eine Welt vor, in der Kraftstoffe aus dem gleichen Kohlendioxid stammen, das wir bei der Verbrennung produzieren“.
Über die aktuellen Forschungsergebnisse berichteten viele Zeitungen, unter anderem auch die britische The Times und der französische Le Figaro.
Literaturhinweise
Tran Ngoc Huan, Daniel Alves Dalla Corte, Sarah Lamaison, Dilan Karapinar, Lukas Lutz, Nicolas Menguy, Martin Foldyna, Silver-Hamill Turren-Cruz, Anders Hagfeldt, Federico Bella, Marc Fontecave, and Victor Mougel: Low-cost high-efficiency system for solar-driven conversion of CO2 to hydrocarbons. PNAS 2019, March 27, DOI: externe Seite 10.1073/pnas.1815412116.
The Times: externe Seite Artificial plant mimics leaf to make fuel from sunlight. March 26, 2019.
Figaro: externe Seite Piéger le CO2 pour produire du carburant. April 8, 2019.