![\"\"](\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2023\/05\/image-23.png\")
Die Forscher von der Universit\u00e4t Cambridge nutzten die Kraft der Photosynthese, um CO2<\/sub>, Wasser und Sonnenlicht in einem einzigen Schritt in Multikohlenstoffkraftstoffe – Ethanol und Propanol – umzuwandeln. Diese Kraftstoffe haben eine hohe Energiedichte und k\u00f6nnen leicht gelagert oder transportiert werden.<\/p>\n\n\n\n Im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen sind diese Solarkraftstoffe kohlenstofffrei und vollst\u00e4ndig erneuerbar, und im Gegensatz zu den meisten Bioethanolsorten werden keine landwirtschaftlichen Fl\u00e4chen f\u00fcr die Nahrungsmittelproduktion ben\u00f6tigt.<\/p>\n\n\n\n Obwohl sich die Technologie noch im Laborma\u00dfstab befindet, sind die Forscher der Meinung, dass ihre “k\u00fcnstlichen Bl\u00e4tter” ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Abkehr von einer auf fossilen Brennstoffen basierenden Wirtschaft sind. Die Ergebnisse werden in der Zeitschrift Nature Energy<\/em> ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n\n\n\n Bioethanol wird als saubere Alternative zu Benzin angepriesen, da es aus Pflanzen und nicht aus fossilen Brennstoffen hergestellt wird. Die meisten Autos und Lastwagen auf den Stra\u00dfen werden heute mit Benzin betrieben, das bis zu 10% Ethanol enth\u00e4lt (E10-Kraftstoff). Die Vereinigten Staaten sind der gr\u00f6\u00dfte Bioethanolproduzent der Welt: Nach Angaben des US-Landwirtschaftsministeriums werden fast 45% des in den USA angebauten Mais f\u00fcr die Ethanolproduktion verwendet.<\/p>\n\n\n\n “Biokraftstoffe wie Ethanol sind eine umstrittene Technologie, nicht zuletzt, weil sie landwirtschaftliche Fl\u00e4chen beanspruchen, die stattdessen f\u00fcr den Anbau von Nahrungsmitteln genutzt werden k\u00f6nnten”, so Professor Erwin Reisner, der die Forschung leitete.<\/p>\n\n\n\n Reisners Forschungsgruppe, die im Yusuf Hamied Department of Chemistry angesiedelt ist, entwickelt seit mehreren Jahren nachhaltige, kohlenstofffreie Kraftstoffe nach dem Vorbild der Photosynthese – dem Prozess, bei dem Pflanzen Sonnenlicht in Nahrung umwandeln – unter Verwendung k\u00fcnstlicher Bl\u00e4tter.<\/p>\n\n\n\n Bisher konnten diese k\u00fcnstlichen Bl\u00e4tter nur einfache Chemikalien herstellen, wie Syngas, ein Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid, das zur Herstellung von Kraftstoffen, Arzneimitteln, Kunststoffen und D\u00fcngemitteln verwendet wird. Um die Technologie praktikabler zu machen, m\u00fcsste sie jedoch in der Lage sein, komplexere Chemikalien direkt in einem einzigen solarbetriebenen Schritt herzustellen.<\/p>\n\n\n\n Nun kann das k\u00fcnstliche Blatt direkt sauberes Ethanol und Propanol herstellen, ohne dass der Zwischenschritt der Erzeugung von Synthesegas erforderlich ist.<\/p>\n\n\n\n Die Forscher entwickelten einen Katalysator auf Kupfer- und Palladiumbasis. Der Katalysator wurde so optimiert, dass das k\u00fcnstliche Blatt komplexere Chemikalien herstellen kann, insbesondere die Multikohlenstoff-Alkohole Ethanol und n-Propanol. Beide Alkohole sind Brennstoffe mit hoher Energiedichte, die leicht transportiert und gelagert werden k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n Anderen Wissenschaftlern ist es bereits gelungen, \u00e4hnliche Chemikalien mit Hilfe von elektrischer Energie zu produzieren, aber dies ist das erste Mal, dass solch komplexe Chemikalien mit einem k\u00fcnstlichen Blatt allein mit der Energie der Sonne hergestellt wurden.<\/p>\n\n\n\n “Die k\u00fcnstlichen Bl\u00e4tter mit Sonnenlicht zu bestrahlen und aus Kohlendioxid und Wasser fl\u00fcssigen Treibstoff zu gewinnen, ist ein erstaunliches St\u00fcck Chemie”, so Dr. Motiar Rahaman, Erstautor der Studie. “Wenn man normalerweise versucht, CO2<\/sub> mit Hilfe eines k\u00fcnstlichen Blattes in ein anderes chemisches Produkt umzuwandeln, erh\u00e4lt man fast immer Kohlenmonoxid oder Synthesegas, aber hier ist es uns gelungen, einen praktischen fl\u00fcssigen Kraftstoff nur mit der Kraft der Sonne zu erzeugen. Das ist ein aufregender Fortschritt, der uns ganz neue Wege in unserer Arbeit er\u00f6ffnet.<\/p>\n\n\n\n Derzeit handelt es sich bei dem Ger\u00e4t um einen Machbarkeitsnachweis, der nur eine bescheidene Effizienz aufweist. Die Forscher arbeiten an der Optimierung der Lichtabsorber, damit sie das Sonnenlicht besser absorbieren k\u00f6nnen, und an der Optimierung des Katalysators, damit er mehr Sonnenlicht in Kraftstoff umwandeln kann. Weitere Arbeiten werden auch erforderlich sein, um das Ger\u00e4t skalierbar zu machen, damit es gro\u00dfe Mengen an Kraftstoff produzieren kann.<\/p>\n\n\n\n “Wir haben gezeigt, wozu diese k\u00fcnstlichen Bl\u00e4tter f\u00e4hig sind, auch wenn noch einiges zu tun ist”, so Reisner. “Es ist wichtig zu zeigen, dass wir \u00fcber die einfachsten Molek\u00fcle hinausgehen und Dinge herstellen k\u00f6nnen, die direkt n\u00fctzlich sind, wenn wir von fossilen Brennstoffen wegkommen.”<\/p>\n\n\n\nOriginalver\u00f6ffentlichung<\/h3>\n\n\n\n