Ein Forschungsteam der Universität Basel hat ein Molekül entwickelt, das die natürliche Fotosynthese nachahmt und unter Lichteinfluss gleichzeitig zwei positive und zwei negative Ladungen speichert. Dieses Molekül könnte ein wichtiger Schritt hin zu CO2-neutralen Treibstoffen wie Wasserstoff, Methanol oder synthetischem Benzin sein, die bei Verbrennung nur so viel Kohlendioxid freisetzen, wie für ihre Herstellung benötigt wurde.
Die Fotosynthese von Pflanzen wandelt Sonnenlicht in energiereiche Zuckermoleküle um, die die Grundlage für das Leben bilden. Inspiriert davon, zielt die Forschung darauf ab, Sonnenlicht für die Herstellung nachhaltiger Treibstoffe zu nutzen. Das neue Molekül besteht aus fünf verbundenen Bausteinen mit spezifischen Funktionen: Zwei Teile an einem Ende geben Elektronen ab und werden positiv geladen, zwei am anderen Ende nehmen Elektronen auf und werden negativ geladen, während ein zentraler Baustein das Sonnenlicht einfängt und die Elektronenübertragung startet.
Die Ladungsspeicherung erfolgt in zwei Schritten durch aufeinanderfolgende Lichtblitze. Beim ersten Blitz entstehen eine positive und eine negative Ladung, die zu den jeweiligen Enden des Moleküls wandern. Ein zweiter Blitz wiederholt diesen Prozess, sodass das Molekül vier Ladungen speichert. Diese Ladungen bleiben lange genug stabil, um chemische Reaktionen wie die Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff anzutreiben. Ein entscheidender Vorteil ist, dass das Molekül bereits mit schwachem Licht funktioniert, das der Stärke von Sonnenlicht nahekommt, im Gegensatz zu früheren Ansätzen, die starkes Laserlicht erforderten.
Obwohl ein vollständiges künstliches Fotosynthese-System noch nicht erreicht ist, liefert die Studie wichtige Erkenntnisse über Elektronentransfers, die für die Entwicklung solcher Systeme zentral sind. Die Forschung eröffnet neue Perspektiven für eine nachhaltige Energiezukunft durch die Nutzung von Sonnenlicht zur Herstellung umweltfreundlicher Treibstoffe.
Originalpublikation
Mathis Brändlin, Björn Pfund, Oliver S. Wenger
Photoinduced Double Charge Accumulation in a Molecular Compound
Nature Chemistry (2025), doi: 10.1038/s41557-025-01912-x
Lesen Sie auch
Teilen mit:
Entdecke mehr von Pugnalom
Melde dich für ein Abonnement an, um die neuesten Beiträge per E-Mail zu erhalten.
