Angesichts des Klimawandels und der Energiekrisen steigt die Notwendigkeit, sich alternativen Strategien zuzuwenden. Ein Team der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) hat einen enzymähnlichen molekularen Katalysator für die Wasserspaltung mit Sonnenlicht entwickelt. Ziel ist die sonnenlichtgetriebene Produktion von Wasserstoff.
Wasserstoff gilt als vielversprechende Alternative zu fossilen Brennstoffen. Er lässt sich unter Einsatz von elektrischem Strom aus Wasser herstellen. Stammt der Strom aus regenerativen Quellen, spricht man von grünem Wasserstoff. Noch nachhaltiger wäre es aber, wenn man Wasserstoff direkt mit der Energie des Sonnenlichts produzieren würde.
Die Natur gibt mit der Fotosynthese das nötige Vorbild: In Pflanzen läuft die licht getriebene Wasserspaltung, die auch zur Wasserstoffherstellung nötig ist, jeden Tag ab. Dieses aktive Zentrum nachzuahmen, ist eine vielversprechende Strategie, um eine nachhaltige Produktion von Wasserstoff zu realisieren. Daran arbeitet ein Team von Professor Frank Würthner am Institut für Organische Chemie und dem Zentrum für Nanosystemchemie der Julius-Maximilians-Universität Würzburg.
Nun ist es den Chemikerinnen und Chemikern der JMU gelungen, die anspruchsvolle Reaktion mit einem einzigen Ruthenium-Zentrum effizient ablaufen zu lassen. Dabei wurden sogar ähnlich hohe katalytische Aktivitäten wie im natürlichen Vorbild erreicht, dem Fotosyntheseapparat der Pflanzen.
Das langfristige Ziel der Würzburger Gruppe ist es nun, den Wasseroxidations-Katalysator in ein künstliches Bauteil einzubauen, das mithilfe von Sonnenlicht Wasser in seine beiden Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Ein hoffnungsvoller Schritt, um den Übergang zu einer nachhaltigen und kohlendioxidneutralen Energiewirtschaft zu bewältigen.
