Effizienz bescheiden

Künstliches Blatt kann Wasser in E-Fuel umwandeln

Ein Forschungsteam um den österreichischen Chemiker Erwin Reisner entwickelte ein künstliches Blatt (Bild), das Wasser und CO₂ direkt in einen flüssigen Energieträger umwandeln kann.

(Bild: Virgil Andrei/APA)

Ein Forschungsteam um den österreichischen Chemiker Erwin Reisner hat ein künstliches Blatt entwickelt, das Wasser und CO₂ direkt in einen flüssigen Energieträger (E-Fuel) umwandeln kann. Dafür bedient es sich Sonnenlicht. Die Effizienz sei derzeit aber noch bescheiden, sagen die Forscherinnen und Forscher. 

E-Fuels sind aus mehreren Gründen umstritten. So ist etwa sehr viel Strom nötig, um sie als synthetischer Kraftstoff aus Wasser und Kohlenstoffdioxid zu produzieren. Dabei gibt es außerdem hohe Umwandlungsverluste. In der Natur produzieren Pflanzen mit ihren Blättern bei der Fotosynthese aus Kohlendioxid (CO₂) und Wasser mithilfe von Sonnenlicht einen Energieträger (Zucker). Nach diesem Vorbild hat der österreichische Chemiker Erwin Reisner bereits 2012 an der Universität Cambridge begonnen, an einer entsprechenden Technologie zu arbeiten.

Zuerst im Wasser
Als Ergebnis stellte er schließlich ein wenige Millimeter dickes, mehrere Quadratzentimeter großes künstliches Blatt vor, das aus zahlreichen Schichten aufgebaut war und sich vollständig in Wasser befand. Mithilfe von Sonnenlicht stellte dieses System ein Gasgemisch her, das derzeit weltweit vor allem aus fossilen Brennstoffen kommt. Es wird verwendet, um Brenn- und Kunststoffe sowie Düngemittel zu produzieren.

Das Blatt bei der Universität Cambridge

(Bild: Virgil Andrei/APA)

Nun gelang es Reisner und seinem Team, dieses künstliche Blatt weiterzuentwickeln. Man kann es jetzt nicht nur auf flexiblen Folien aufbringen, sondern nur mit der Energie der Sonne aus Wasser und CO₂  direkt komplexere Chemikalien erzeugen. „Wir entwickelten dazu einen auf Kupfer und Palladium basierenden Katalysator und optimierten ihn so, dass das künstliche Blatt ein Gemisch aus Ethanol und n-Propanol herstellen kann“, sagte Reisner. Beide Alkohole sind Brennstoffe mit hoher Energiedichte, die leicht transportiert und gelagert werden können.

Das künstliche Blatt muss direkt an eine CO₂-Emissionsquelle, etwa in der Industrie, gekoppelt werden. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sprechen von einem „Machbarkeitsnachweis“ und betonen, dass die Effizienz noch bescheiden sei. „Wir haben aber gezeigt, wozu diese ‘künstlichen Blätter‘ fähig sind - und das bei Raumtemperatur, Normaldruck und natürlichem Sonnenlicht“, sagt Reisner. Künftig soll das Sonnenlicht noch besser genutzt und mehr Kraftstoff erzeugt werden.