Photosynthese nachgebaut

Glukose aus Licht, Wasser und Kohlendioxid

Die Photosynthese ist ein wunderbarer Vorgang der Natur. Sie macht mithilfe von Licht aus Wasser und Kohlendioxid „Zucker“ (also Kraftstoff) plus Sauerstoff. Vereinfacht kann man sie durch die chemische Gleichung …

6 CO₂ + 6 H₂O + Energie  →  C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

… darstellen.
(Das C₆H₁₂O₆  rechts ist „Glukose“, also Zucker, ein „Kraftstoff“ im wahrsten Sinn, also die Energie, die links hineingesteckt wurde, in materieller Form. Im einzelnen ist der Vorgang aber durchaus kompliziert, wie der Wikipedia-Artikel deutlich macht.)

Es entsteht aus Energie (in Form von Sonnenlicht), Kohlendioxid und Wasser – die in unserer Welt vorhanden sind – Zucker, also ein Energieträger, und Sauerstoff, den Menschen und Tiere zum Leben benötigen.

Andrerseits atmen Menschen und Tiere Kohlendioxid aus und erzeugen damit einen Teil von dem, was Pflanzen als „Input“ für die Photosynthese benötigen. Auf diese Weise werden Bäume für Menschen tatsächlich so etwas wie „Bruder Baum“. Flora (Pflanzen, Bäume) und Fauna (Tiere, Menschen) arbeiten in einem Kreislauf zusammen.

Da ist bzw. wäre alles im Gleichgewicht.

Viel mehr Kohlendioxid

Jetzt haben wir aus dem Erdinneren sehr viel Kohlenstoff, der dort vorhanden war (in Form von Kohle, Erdöl oder Erdgas) an die Oberfläche befördert und dort verbrannt (und verbrennen es weiterhin). Da ist sehr viel Kohlendioxid entstanden, das nun als Treibhausgas Sonnenenergie in der Atmosphäre festhält und diese damit aufheizt. Wir haben das Gleichgewicht damit gestört.

Das ist das Problem, das wir jetzt als Klimawandel haben.

Photosynthese im Labor: Methanol!

US-amerikanische Wissenschaftler:innen haben nun die Photosynthese „nachgebaut“:

Ein Forschungsteam der Yale University hat eine Art künstliches „Blatt“ entwickelt, das selbstständig – angelehnt an der Photosynthese durch ein Pflanzenblatt – aus Sonnenlicht, Wasser und CO₂ flüssigen Kraftstoff in Form von Methanol herstellen kann. Bisherige Versuche, auf diese Weise Methanol herzustellen, soll das Gerät um das 32-Fache übertreffen.

Mit dieser Technologie könnten wir CO2 als Treibhausgas aus der Luft entnehmen und mithilfe von Wasser (und Bakterien …) Alkohol erzeugen, also auch eine Art Energie­träger. Wir würden damit den natürlichen Vorgang der Photo­synthese nachahmen und würden CO2 (also Treibhausgas) beseitigen. Eine Illustration auf der Seite des Origninal-Artikels legt nahe, dass im Prozess neben Methanol noch Kohlenmonoxid und Wasserstoff entstehen – es ist mir aber noch nicht gelungen, das im Text festzumachen.

Ist das Grundproblem des Klimawandels damit gelöst?

Ich glaube nicht. Die Wissen­schaftler:innen von Yale (et al.) haben eine weitere Variante der Photosynthese entwickelt, die man evtl. industriell ausbauen könnte. Das ist in verschiedenen Zusammen­­hängen womöglich interessant – aber es ersetzt ja die Photo­synthese nicht. Wir könnten da auch statt dessen Bäume pflanzen – plakativ formuliert.

Warum sollen wir die Photosynthese „ersetzen“? Sie funktioniert ja. Wir müssten nur Orte, an denen sehr viel CO2 emittiert wird (Städte, Straßen, Fabriken, Industrie­anlagen …), mit Bäumen zusammen­bringen. Also Städte begrünen, Industrie­standorte ebenfalls.

Außerdem …

Außerdem gilt weiterhin: wir müssen das Zuviel an CO2 in der Atmosphäre einbremsen, wir müssen also speziell den „Nachschub“ an CO2 verhindern. Also: Wir müssen Verbrennungs­motoren, die aus Kohlenstoff CO2 machen, abschalten. Radikal! Und flott!