{"id":167031,"date":"2025-09-02T07:29:00","date_gmt":"2025-09-02T05:29:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=167031"},"modified":"2025-08-27T13:18:53","modified_gmt":"2025-08-27T11:18:53","slug":"chemiker-entwickeln-molekul-fur-wichtigen-schritt-hin-zu-kunstlicher-fotosynthese","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/chemiker-entwickeln-molekul-fur-wichtigen-schritt-hin-zu-kunstlicher-fotosynthese\/","title":{"rendered":"Chemiker entwickeln Molek\u00fcl f\u00fcr wichtigen Schritt hin zu k\u00fcnstlicher Fotosynthese"},"content":{"rendered":"\n\n
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\"Wie
Wie bei der nat\u00fcrlichen Fotosynthese speichert das neue Molek\u00fcl zwischenzeitlich zwei positive und zwei negative Ladungen. \u00a9 Deyanira Geisn\u00e6s Schaad<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Pflanzen nutzen die Energie des Sonnenlichts, um CO2<\/sub>\u00a0in energiereiche Zuckermolek\u00fcle umzuwandeln. Dieser Vorgang wird Fotosynthese genannt und ist die Grundlage praktisch allen Lebens: Tiere und Menschen k\u00f6nnen die so produzierten Kohlenhydrate wieder \u00abverbrennen\u00bb und die darin gespeicherte Energie nutzen. Dabei entsteht wieder Kohlendioxid, der Kreislauf schliesst sich.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Dieses Vorbild k\u00f6nnte auch der Schl\u00fcssel zu umweltfreundlichen Treibstoffen sein: Forschende arbeiten daran, die nat\u00fcrliche Fotosynthese zu imitieren und mit Sonnenlicht energiereiche Verbindungen herzustellen: sogenannte Solartreibstoffe wie Wasserstoff, Methanol oder synthetisches Benzin. Werden sie verbrannt, entsteht nur so viel Kohlendioxid, wie zur Produktion der Treibstoffe gebraucht wurde. Sie w\u00e4ren also CO\u2082-neutral.<\/p>\n\n\n\n

Molek\u00fcl mit besonderem Aufbau<\/h3>\n\n\n\n

Prof. Dr. Oliver Wenger und sein Doktorand Mathis Br\u00e4ndlin berichten nun im Fachjournal \u00abNature Chemistry\u00bb<\/em> von einem wichtigen Zwischenschritt hin zu dieser Vision einer k\u00fcnstlichen Fotosynthese: Sie haben ein besonderes Molek\u00fcl entwickelt, das unter Lichteinstrahlung vier Ladungen gleichzeitig speichern kann \u2013 je zwei positive und zwei negative.<\/p>\n\n\n\n

Das zwischenzeitliche Lagern von mehreren Ladungen ist eine wichtige Voraussetzung, um Sonnenlicht in chemische Energie umzuwandeln: Die Ladungen lassen sich nutzen, um Reaktionen anzutreiben \u2013 etwa um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten.<\/p>\n\n\n\n

Das Molek\u00fcl besteht aus f\u00fcnf Teilen, die in einer Reihe verkn\u00fcpft sind und jeweils eine bestimmte Aufgabe erf\u00fcllen. Auf der einen Seite des Molek\u00fcls sitzen zwei Teile, die Elektronen abgeben und dabei positiv geladen werden. Zwei auf der anderen Seite nehmen die Elektronen auf und werden dadurch negativ geladen. In der Mitte platzierten die Chemiker einen Baustein, der Sonnenlicht einf\u00e4ngt und die Reaktion (die Elektronen\u00fcbertragung) startet.<\/p>\n\n\n\n

Zwei Schritte mit Licht<\/h3>\n\n\n\n

Um die vier Ladungen zu erzeugen, gingen die Forscher schrittweise mit zwei Lichtblitzen vor. Der erste Lichtblitz trifft auf das Molek\u00fcl und l\u00f6st eine Reaktion aus, bei der eine positive und eine negative Ladung entstehen. Diese Ladungen wandern jeweils nach aussen an die gegen\u00fcberliegenden Enden des Molek\u00fcls. Beim zweiten Lichtblitz geschieht die gleiche Reaktion nochmal, so dass das Molek\u00fcl nun zwei positive und zwei negative Ladungen enth\u00e4lt.<\/p>\n\n\n\n

Funktioniert mit schwachem Licht<\/h3>\n\n\n\n
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\u00abDiese schrittweise Anregung erlaubt es, deutlich schw\u00e4cheres Licht zu nutzen. Wir bewegen uns damit schon in der N\u00e4he der St\u00e4rke von Sonnenlicht\u00bb, erkl\u00e4rt Br\u00e4ndlin<\/strong>. In fr\u00fcheren Forschungsarbeiten war extrem starkes Laserlicht n\u00f6tig, was weit von der Vision einer k\u00fcnstlichen Fotosynthese entfernt war. \u00abAusserdem bleiben die Ladungen im Molek\u00fcl lange genug stabil, um sie f\u00fcr weitere chemische Reaktionen zu nutzen.\u00bb<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Zwar ist mit dem neuen Molek\u00fcl noch kein funktionierendes k\u00fcnstliches Fotosynthese-System geschaffen.<\/p>\n\n\n\n

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\u00abAber wir haben ein wichtiges Puzzleteil identifiziert und realisiert\u00bb, sagt Oliver Wenger.<\/strong> <\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Die neuen Erkenntnisse aus der Studie tragen dazu bei, die f\u00fcr die k\u00fcnstliche Fotosynthese zentralen Elektronentransfers besser zu verstehen. <\/p>\n\n\n\n

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\u00abWir hoffen, damit zu neuen Perspektiven f\u00fcr eine nachhaltige Energiezukunft beizutragen\u00bb, so Wenger<\/strong>.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

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Originalpublikation<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Mathis Br\u00e4ndlin, Bj\u00f6rn Pfund, Oliver S. Wenger; Photoinduced Double Charge Accumulation in a Molecular Compound<\/a>; Nature Chemistry (2025)<\/em>, doi: 10.1038\/s41557-025-01912-x<\/p>\n\n\n\n

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Weiterf\u00fchrende Informationen<\/h3>\n\n\n\n