Photosynthese – im Labor: geschafft!
Pflanzen nutzen sie um mittels Sonnenenergie energiearme Stoffe wie etwa Kohlendioxid in energiereiche umzuwandeln. Einem Linzer Forscherteam um Professor Günther Knör, dem Vorstand des Instituts für Anorganische Chemie und des Photochemie-Zentrums der JKU, ist nun ein wesentlicher Durchbruch gelungen. Dem Team gelang es den Photosynthese-Prozess mit einer Kombination aus künstlich hergestellten Farbstoff-Molekülen und Katalysatoren im Labor nachzustellen. „Dabei wird, genau wie in der Pflanze, zunächst der Energie-Speicherstoff NAD(P)H gebildet“, erklärt Dr. Kerstin Oppelt. Damit konnte weltweit erstmals die Photosynthese aus dem Labor fabriziert werden. Bislang konnte dieser Stoff noch nie unter denselben (Reaktions-)Bedingungen wie in der Natur nur mittels künstlicher Substanzen gewonnen werden.
Grundsätzlich kann NAD(P)H ohne weitere Energiezufuhr zum Aufbau anderer organischer Speicherstoffe genutzt werden (etwa Zucker, Stärke). Zugleich wird dabei Kohlendioxid gebunden. Ein weiterer großer Durchbruch besteht weiters darin, dass der hergestellte Blattgrün-Ersatzstoff sehr viel stabiler ist als das Chlorophyll bei Pflanzen. „Es stellte sich bald heraus, dass unser neu entwickeltes künstliches Reaktionszentrum bei der Bildung des chemischen Speicherstoffs NAD(P)H deutlich weniger Energieverluste aufweist als das natürliche Photosystem I (PSI) der grünen Pflanzen!“, betont Knör. Im Labor steigerte sich die Energieausbeute von herkömmlichen 40% auf sagenhafte 80%!
Saubere Energie
Hinsichtlich sauberer, erneuerbarer Energie sowie etwa umweltschonenden Treibstoffen stellt sich die Leistung des Linzer Forschungsteams als außerordentlich dar. Mit dem biochemisch universell nutzbaren Speicherstoff NAD(P)H oder auch mit solarem Wasserstoff als dessen technisch-chemischem Äquivalent lassen sich nach dem Vorbild der Natur zahlreiche wertvolle Produkte aus einfachen Rohstoffen produzieren. Derzeit geht die Forschungsarbeit intensiv weiter. Das Team um Prof. Knör arbeitet an der künstlichen Photosynthese zur direkten Gewinnung von Alkohol-Brennstoffen.
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