Direkt zum Inhalt
Login erforderlich
Dieser Artikel ist Abonnenten mit Zugriffsrechten für diese Ausgabe frei zugänglich.

Energietechnik: Künstliche Fotosynthese

Die Natur macht es uns vor: die Umwandlung von Solarenergie in energiereiche Moleküle. Künstliche Blätter aus Metall, die mit Sonnenlicht Wasserstoff erzeugen, haben bereits heute einen höheren Wirkungsgrad als Pflanzen. Das optimale Material für die Gewinnung von Brennstoffen aus Wasser und Sonnenlicht könnte jedoch eine Substanz sein, die chemisch eng mit dem Chlorophyll verwandt ist.
Künstliche Fotosynthese

Fossile Brennstoffe sind nur begrenzt verfügbar, und ihre Vorräte dürften teils in wenigen Jahrzehnten erschöpft sein. Zudem bringt ihre Nutzung einen bedrohlichen Klimawandel mit sich. Die Zeit, in der sich der Wohlstand besonders der westlichen Industrienationen auf Öl und Kohle gegründet hat, neigt sich deshalb dem Ende zu. Zugleich erwarten Experten allein bis 2030 eine 50-prozentige Steigerung des heutigen Energiebedarfs. Wind- und Wasserkraft sowie Energie aus Biomasse und Erdwärme dürften ihn auf Dauer nicht allein decken können. Zudem ist der Wind launisch und weht nicht immer und überall. Die Sonne hingegen liefert mehr als genug Energie: 120  000 Terawatt an Strahlungsleistung erreichen die Erdoberfläche. Bei einem weltweiten Energieverbrauch von etwa 13 Terawatt im Jahr 2000 könnte eine einzige Stunde Sonnenstrahlung also den Jahresbedarf der ganzen Welt decken! Fotovoltaikanlagen und Solarthermiekraftwerke zapfen diese Quelle bereits an und gewinnen daraus Strom.

Ähnlich dem unzuverlässigen Wind scheint allerdings auch die Sonne nicht den ganzen Tag und nicht überall. Elektrizität für die sonnenfreie Zeit ist aber nur schwer zu speichern und mit erheblichen Verlusten zu transportieren. Die gewonnene elektrische Energie lässt sich in großen Mengen nach heutigem Stand der Technik lediglich über den Umweg der Elektrolyse in Form von Wasserstoff nutzen, und dieser Weg ist noch sehr ineffektiv. Deshalb widmen sich immer mehr Forscher weltweit einer wesentlich eleganteren Lösung, die uns die Natur seit jeher vormacht: der Fotosynthese. ...

Kennen Sie schon …

Spektrum - Die Woche – Wenn das Stromnetz aus dem Takt gerät

Mit Solarmodulen, Hochspannungsleitungen und Batterien sind wir vertraut. Phasenschieber, Stromrichter und Schwungmasse könnten bald ebenso wichtig sein. Nach dem Blackout in Spanien und Portugal analysiert unser Autor die Ursachen und Lösungen für die Stabilität des europäischen Stromsystems.

Spektrum - Die Woche – Kläranlagen wandeln Waschmittelzusatz in Glyphosat um

Kläranlagen wandeln Waschmittelzusatz in Glyphosat um? Eine neue Studie zeigt, wie aus DTPMP, einem Kalkschutzmittel, der umstrittene Unkrautvernichter entsteht. Was bedeutet das für unseren Umgang mit Chemikalien? Erfahren Sie mehr in der aktuellen Ausgabe von »Spektrum - Die Woche«!

Spektrum Kompakt – Stromnetze der Zukunft

Fotovoltaikanlagen, E-Autos und Wärmepumpen bieten umweltfreundlichere Lösungen für unseren Energiebedarf. Aber die teils großen Mengen an erzeugter Energie können kaum gespeichert werden. Für ein künftig stabiles Stromnetz – mit einer fairen Kostenverteilung – muss das aktuelle ausgebaut werden.

  • Quellen

Schreiben Sie uns!

1 Beitrag anzeigen

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.