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solaranlagen1Ein Prinzip aus der Natur liefert neue Perspektiven für die Erzeugung von Solarstrom: Ein Molekül kann Sonnenlicht einfangen und zugleich sich selbst regenerieren, eine Art Solarzelle also ohne Verschleiß. Das System orientiert sich an Strategien von Pflanzen bei der Photosynthese. Künftig könnte es zur Entwicklung von besonders effektiven Solarzellen genutzt werden.

Sonnenstrahlen liefern nicht nur Energie, sondern können Materialien auch schädigen. Pflanzen haben einen Schutz- Mechanismus entwickelt, der sie vor der zerstörenden Einwirkung des Sonnenlichts bewahrt: Die Moleküle in ihren Chloroplasten, die Licht einfangen und für die Photosynthese nutzen, bauen sich kontinuierlich selbst ab und anschließend wieder neu zusammen. Dadurch sind die Strukturen, die die Sonnenenergie einfangen, stets neu. Ein Blatt an einem Baum recycelt so seine Proteine alle 45 Minuten.

Forschern ist es nun gelungen, den Mechanismus im Labor zu imitieren. Dazu stellten sie neuartige Moleküle her, die Sonnenlicht in elektrischen Strom umwandeln und sich durch Zugabe oder Wegnahme einer speziellen Flüssigkeit immer wieder regenerieren lassen. Die Forscher konstruierten synthetische Moleküle in Form von Scheiben. Sie bilden die Basis für andere Moleküle, die bei Anregung durch Licht Elektronen abgeben, sogenannte Reaktionszentren. Die Scheiben befinden sich in einer Lösung, in der sie sich spontan an Nano- Röhren aus Kohlenstoff anheften können. Das führt dazu, dass sich die Scheiben einheitlich ausrichten, so dass die Reaktionszentren alle gleichzeitig dem Sonnenlicht ausgesetzt sind. Wird dem System nun ein Tensid, eine Substanz, die die Mischung von Flüssigkeiten ermöglicht, zugegeben, fallen die Komponenten auseinander und bilden eine wässrige Lösung. Wird das Tensid nun wieder entfernt, setzen sie sich spontan wieder zusammen und ermöglichen dadurch die Erzeugung von Strom.

Laut den Forschern ist der Mechanismus bei der Umwandlung von Sonnenlicht in Strom etwa doppelt so effektiv wie die besten heutigen Solarzellen. Allerdings war die Konzentration der künstlichen Strukturen in der bisher verwendeten Lösung noch klein, sodass die Wissenschafter an der Gesamteffektivität des Systems noch arbeiten.

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