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Plastik-Batterien arbeiten nach dem Prinzip der Photosynthese

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US-Chemiker entwickelten Plastikmolekuele, die Sonnenenergie aehnlich wie Pflanzen bei der Photosynthese speichern. Ihr konstruiertes Molekuel besteht hauptsaechlich aus Polystyrol (ungeschaeumtem Styropor) und kann billig produziert werden. Daraus liesse sich eine ganz neue Generation billiger Batterien entwickeln, sagen die Forscher. Mobiltelefone, Laptops bis hin zu Brennstoffzellen im Auto koennten damit per Solarstrom betrieben werden.

Das Team um Tom Meyer vom staatlichen Los Alamos National Laboratory <http://www.lanl.gov/> in New Mexico sucht seit laengerem einfache Materialien, die den komplexen chemischen Ablauf der Photosynthese nachahmen koennen. Pflanzen absorbieren ueber den gruenen Farbstoff (das Chlorophyll) in ihren Blaettern Lichtteilchen. Die Energie dieser Photonen stossen eine chemische Reaktion an: Elektronen der beteiligten Molekuele werden in Bewegung gesetzt. Nach einer langen Reaktionskette gehen schliesslich Elektronen von einem Wassermolekuel auf Kohlendioxid ueber. Dabei entsteht Sauerstoff und energiereicher Zucker, die Glukose.

All diese Einzelschritte hatten die Forscher im Labor bereits nachgebaut. Sie nutzten verschiedene kuenstliche Molekuele in Kombination mit Atomen des seltenen Metalls Ruthenium. Jetzt verknuepften sie die Molekuele mit einem gemeinsamen „Rueckgrat“, dem haeufig genutzten Kunststoffmolekuel Polystyrol. In Loesung gebracht und mit einem Laser bestrahlt, reagierte das „Supermolekuel“ tatsaechlich wie erhofft: Einige Seitenketten absorbierten die Lichtenergie. Entlang der Polymerkette gelangte die Energie zu einem Ruthenium-Komplex, wo sie Elektronen in Bewegung setzte.

Wichtig bei Batterien ist der gegenteilige Effekt: Zuvor verschobene Elektronen wandern zurueck, um einen Ladungsausgleich zu erreichen. Dazu muessen die Elektronen durch einen Stromkreis fliessen, wobei sie die Birne zum Leuchten oder den Motor zum Drehen bringen.

Meyers Ziel fuer die naechste Zukunft: Die Effizienz verbessern, mit der die Molekuele die Energie umsetzen. Zur Zeit liegt sie bei etwa 15 Prozent. „Es liegt eine Menge harter Arbeit vor uns. Was nicht erstaunt: Schliesslich brauchte die Photosynthese ueber eine Milliarde Jahre, um sich zu entwickeln“, so Meyer.

Quelle: Doerte Sasse und NewScientist via bild der wissenschaft 17.07.2000

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