https://www.faz.net/aktuell/wissen/leben-gene/wann-gelingt-die-kuenstliche-photosynthese-15127765.html

Künstliche Photosynthese : Pack die Sonne in den Tank

  • -Aktualisiert am

Forscher wie Erwin Reisner freilich zeigen an der Zucker aufbauenden Dunkelreaktion eher geringes Interesse. „Man kennt noch nicht einmal die genaue Struktur des natürlichen Rubisco-Proteins“, sagt der Chemiker. Entsprechend schwierig sei es, sie zum Vorbild künstlicher Prozesse zu nehmen. Vor allem aber sei Zucker ohnehin nicht das Wunschprodukt einer künstlichen Photosynthese. Reisner wäre schon zufrieden, wenn es effizienter gelingen würde, Licht einzufangen, dessen Energie mit Hilfe geeigneter Katalysatoren zum Spalten von Wasser zu verwenden und die dabei frei werdenden Elektronen zur Synthese geeigneter Energieträger zu nutzen. Ob dabei unmittelbar Wasserstoff entsteht oder ob man das natürliche Vorbild noch ein wenig weiterverfolgt, um aus Kohlendioxid organische Brennstoffe wie Kohlenmonoxid, Ameisensäure, Methanol oder Methan zu erzeugen, ist dann eher Geschmackssache.

Genmanipulierte Viren als Hoffnungsträger

Für solch eine Komplettlösung muss man allerdings den Lichteinfang und die Spaltung von Wasser auf engstem Raum miteinander koppeln. Die Materialwissenschaftlerin Angela Belcher vom Massachusetts Institute of Technology spannt dafür Bakteriophagen vom Typ M13 ein. Das sind winzige Viren, die in der Natur Bakterien befallen. Belcher gelang es bereits 2010, diese Viruspartikel durch genetische Modifikationen so anzupassen, dass die molekularen Eiweißgreifer an ihrer Oberfläche nicht mehr Bakterien festhalten, sondern einerseits einen lichtabsorbierenden Farbstoff und andererseits Katalysatorpartikel aus Iridiumdioxid, an denen die Lichtenergie auf dem Umweg über angeregte Elektronen zur Spaltung von Wasser genutzt wird. Und im vergangenen Jahr publizierte Belchers Team eine verbesserte Version dieses virusbasierten Photosynthesesystems, das allerdings noch weit von jeder praktischen Anwendung entfernt ist.

Reisner arbeitet mit seinem Team unterdessen an der Idee, Biomasse wie zum Beispiel Stroh mit Hilfe lichtgetriebener Katalysatorpartikel in die Brennstoffvorstufe Kohlenmonoxid zu verwandeln: „Das funktioniert im Kleinen schon sehr gut. Doch der Teufel liegt wie immer im Detail.“ Der Weg zu einer großtechnischen Anwendung der künstlichen Photosynthese sei jedenfalls noch sehr weit. Der anhaltend niedrige Ölpreis beschleunige ihn auch nicht gerade, in den vergangenen Jahren seien weniger Forschungsgelder geflossen.

Wenn die künstliche Photosynthese sich eines Tages durchsetzen sollte, dann müsse das nicht unbedingt gleich im industriellen Stil geschehen, meint Reisner. Er sieht erste Anwendungen dort, wo es an der herkömmlichen Energie-Infrastruktur mangelt. Vielleicht sind es Kleinbauern irgendwo in Afrika, die am meisten von einer kleinen Photosyntheseanlage profitieren würden, die ihnen genug Biokraftstoff für einen kleinen Maschinenpark liefern könnte.

Weitere Themen

Topmeldungen

Am vergangenen Wochenende demonstrierten in London Anhänger des schottischen Selbstidentifikations-Regelung für Trans-Rechte.

Debatte über Transrechte : Vergewaltiger im Frauengefängnis

Die schottische Ministerpräsidentin Nicola Sturgeon ist im Streit um Transrechte in die Defensive geraten. Nachdem ein Vergewaltiger in ein Frauengefängnis sollte, beugte sie sich jetzt Protesten.
Monika Schnitzer ist seit 2022 Vorsitzende des Sachverständigenrats zur Begutachtung der gesamtwirtschaftlichen Entwicklung. Das fünfköpfige Gremium berät die Bundesregierung zur Wirtschaftspolitik.

Monika Schnitzer : Revoluzzerin mit unangenehmen Botschaften

Wer recht hat, bekommt nicht immer Beifall. Trotzdem wagt die oberste Wirtschaftsweise, Monika Schnitzer, klare Ansagen zur Rente, zum Fachkräftemangel und zur Einwanderung.

Newsletter

Immer auf dem Laufenden Sie haben Post! Die wichtigsten Nachrichten direkt in Ihre Mailbox. Sie können bis zu 5 Newsletter gleichzeitig auswählen Es ist ein Fehler aufgetreten. Bitte versuchen Sie es erneut.
Vielen Dank für Ihr Interesse an den F.A.Z.-Newslettern. Sie erhalten in wenigen Minuten eine E-Mail, um Ihre Newsletterbestellung zu bestätigen.