Wissenschaftler der Universität Cambridge haben einen bedeutenden Fortschritt bei der Entwicklung nachhaltiger chemischer Prozesse erzielt: ein solarbetriebenes, „Künstliches Blatt“.
Dieses biohybride Gerät ahmt die natürliche Photosynthese nach, indem es Sonnenlicht, Wasser und Kohlendioxid direkt in Formiat umwandelt, einen vielversprechenden sauberen Energieträger. Die Innovation zielt darauf ab, die chemische Industrie, die weltweit für schätzungsweise sechs Prozent der gesamten Kohlenstoffemissionen verantwortlich ist, zu dekarbonisieren. Das System kombiniert lichtabsorbierende organische Halbleiter mit bakteriellen Enzymen, wodurch es völlig autark und ohne den Einsatz toxischer oder instabiler Materialien arbeiten kann.
Professor Erwin Reisner, Leiter der Forschungsgruppe an der Yusuf Hamied Department of Chemistry, betonte die Notwendigkeit, die Herstellung lebenswichtiger Güter wie Medikamente und Kunststoffe von fossilen Brennstoffen zu entkoppeln. Labortests bestätigten die bemerkenswerte Effizienz des Systems bei der Umwandlung von CO2 in Formiat. Darüber hinaus demonstrierte das Team die direkte Anwendung des gewonnenen Formiats in einem nachgeschalteten „Domino“-Reaktionsschritt zur Synthese einer pharmazeutischen Verbindung mit hoher Ausbeute und Reinheit.
Die Forschung, die Unterstützung von Organisationen wie dem Europäischen Forschungsrat und UK Research and Innovation erhielt, stellt einen Paradigmenwechsel dar. Die Fähigkeit, grundlegende Rohstoffe aus der Atmosphäre zu gewinnen, rückt die Fülle natürlicher Energiequellen in den Vordergrund. Diese Entwicklung signalisiert, dass intelligente Nachahmung natürlicher Prozesse Lösungen für globale Herausforderungen bieten kann und die Etablierung einer zirkulären und nachhaltigen Wirtschaft unterstützt.