Zusammenarbeit mit US-Einrichtung wird ausgebaut

Mit Photosynthese erzeugen Pflanzen aus Wasser und CO2 Energie. Forschenden aus den USA arbeiten daran, diesen Prozess für die Herstellung von Kraftstoffen zu kopieren. Staatssekretär Rachel vereinbarte jetzt eine strategische Zusammenarbeit.

Der Parlamentarische Staatssekretär Thomas Rachel betrachtet eine Photokatalyseanlage.
Der Parlamentarische Staatssekretär Thomas Rachel betrachtet eine Photokatalyseanlage. © LBNL/Paul Mueller

Der Parlamentarische Staatssekretär Thomas Rachel hat  bei einer mehrtägigen Reise nach Kalifornien das Lawrence Berkeley National Laboratory besucht. Dieses bildet gemeinsam mit dem California Institute of Technology (Caltech) den Hauptsitz des Joint Centre for Artificial Photosyntheses (JCAP). Dr. Frances Houle, stellvertretende Leiterin des JCAP, führte ihn durch die Labore und erklärte, welche Fortschritte seit Gründung des Zentrums in 2010 erzielt wurden.

Höhepunkt des Besuchs war der Austausch einer gemeinsamen Absichtserklärung des Caltech und einem Konsortium deutscher Forschungseinrichtungen, geführt von der TU Ilmenau. Die bestehende Zusammenarbeit im Schlüsselbereich der künstlichen Photosynthese soll demnach gestärkt werden. Das Bundesforschungsministerium unterstützt das Vorhaben.

Bei der künstlichen Photosynthese wird die Natur zum Vorbild: Aus Sonnenenergie und einfachen Bausteinen wie Kohlendioxid (CO2) und Wasser entstehen komplexere Moleküle. Diese Moleküle können dann als Basischemikalien eingesetzt werden, oder als künstliche Kraftstoffe – sogenannte Solarfuels. Dabei können die künstlichen Systeme die natürliche Photosynthese sogar übertrumpfen.

Die deutsche Delegation mit den Vertretern und Vertreterinnen von JCAP.
Die deutsche Delegation mit den Vertretern und Vertreterinnen von JCAP. © LBNL/Paul Mueller

Während Pflanzen bei der Umwandlung von CO2 und Wasser in Zucker und andere Biomoleküle weniger als 1 Prozent des Sonnenlichts verwerten, kann die künstliche Photosynthese deutlich effizienter sein. In einer Kooperation zwischen Forschern des JCAP und aus Deutschland konnte zum Beispiel der Weltrekord bei der Wasserspaltung mittels Sonnenlicht auf 19 Prozent Effizienz gesteigert werden.

Das JCAP gehört zu den weltweit führenden Institutionen im Bereich der künstlichen Photosynthese. In 2010 wurde es als sogenanntes Energy Innovation Hub durch das Department of Energy (DOE) gegründet. Es zählt mit über 100 Forschenden zu den größten Einrichtungen, die sich mit der Erforschung künstlicher Kraftstoffe aus Sonnenenergie beschäftigten. Durch die Zusammenarbeit erhoffen sich die deutschen Forscherinnen und Forscher insbesondere von der großen Expertise im Technologietransfer am JCAP zu profitieren.

So sollen auch in Deutschland künftig vielversprechende Technologien schneller in die industrielle Anwendung kommen. Das Bundesforschungsministerium fördert mit den Maßnahmen zur stofflichen Nutzung von CO2 bereits heute Verbundvorhaben in der photokatalytischen Umwandlung von CO2 in Chemikalien und Kraftstoffe.

Diese Förderung wird mit der neuen Maßnahme „CO2 als nachhaltige Kohlenstoffquelle – Wege zur industriellen Nutzung (CO2-WIN)“ fortgesetzt. Ab Februar 2020 werden hier weitere Projekte zur künstlichen Photosynthese starten. Im Rahmen der Fördermaßnahme ist eine Stärkung der Zusammenarbeit zwischen Deutschland und den USA in diesem wichtigen Technologiefeld vorgesehen.