{"id":57183,"date":"2012-02-22T00:00:00","date_gmt":"2012-02-21T23:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/energie\/energie-aus-sonnenlicht.html"},"modified":"2012-02-22T00:00:00","modified_gmt":"2012-02-21T23:00:00","slug":"energie-aus-sonnenlicht","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/energie\/energie-aus-sonnenlicht\/","title":{"rendered":"Energie aus Sonnenlicht"},"content":{"rendered":"
Sonnenlicht f\u00fcr den eigenen Energiehaushalt zu nutzen, ist eine F\u00e4higkeit, die Pflanzen \u00a0und Bakterien im Laufe von Jahrmillionen entwickelt haben. Pigmente spielen dabei \u00a0eine herausragende Rolle. Denn sie enthalten Farbstoffe, die das Sonnenlicht mit hoher \u00a0Effizienz aufnehmen und die so gewonnene Energie in den Organismus weiterleiten. Humboldt-Stipendiat Prof. Dr. Jun Ling erforscht an der Universit\u00e4t Bayreuth neuartige molekulare Strukturen: Die Natur als Vorbild der Polymerchemie. <\/p>\n
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Wie \u00a0lassen sich diese Prozesse im Laboratorium nachahmen? <\/li>\n
Gibt es m\u00f6glicherweise k\u00fcnstlich herstellbare Strukturen, die den in der Natur bekannten Substanzen \u00fcberlegen sind, weil sie einen noch h\u00f6heren Anteil des Sonnenlichts aufnehmen \u2013 und zwar so, dass die \u00a0Lichtenergie anschlie\u00dfend in elektrische oder in chemische Energie umgewandelt werden \u00a0kann? <\/li>\n<\/ul>\n
Mit diesen Fragen befasst sich eine noch junge Forschungsrichtung, f\u00fcr die sich in \u00a0der Wissenschaft der Name \u201eLight Harvesting\u201c (w\u00f6rtlich: \u201eLichternte\u201c) eingeb\u00fcrgert hat.<\/p>\n
Antennen f\u00fcr die \u201eLichternte\u201c: Einblicke in leistungsstarke Riesenmolek\u00fcle <\/strong><\/p>\n
Ein international ausgewiesener Experte auf diesem Gebiet ist Prof. Dr. Jun Ling, \u00a0Polymerwissenschaftler an der Zhejiang Universit\u00e4t in Hangzhou, China. Im Dezember \u00a02011 ist er als Humboldt-Stipendiat an die Universit\u00e4t Bayreuth gekommen. Hier arbeitet \u00a0er mit Prof. Dr. Axel M\u00fcller zusammen, dem Inhaber des Lehrstuhls f\u00fcr Makromolekulare \u00a0Chemie II und diesj\u00e4hrigen Tr\u00e4ger des Hermann-Staudinger-Preises, der bedeutendsten \u00a0Auszeichnung in Deutschland auf dem Gebiet der Polymerchemie. In seinen Forschungsarbeiten hat Prof. Dr. Jun Ling bereits eine Vielzahl von Riesenmolek\u00fclen synthetisiert \u00a0und daraufhin \u00fcberpr\u00fcft, inwieweit sie zur Aufnahme von Lichtenergie imstande sind. Als \u00a0besonders vielversprechend haben sich dabei molekulare Strukturen erwiesen, welche \u00a0die Form eines Zylinders haben und zur \u201eMolek\u00fclfamilie\u201c der Polymerb\u00fcrsten z\u00e4hlen.<\/p>\n
Ein derartiger Zylinder ist ungef\u00e4hr 100 Nanometer lang. An seiner Au\u00dfenseite befindet \u00a0sich ein dichter Kranz von kettenf\u00f6rmigen Molek\u00fclen, die wie Arme nach au\u00dfen gerichtet sind. Sie geben der gesamten Struktur das Aussehen einer Flaschenb\u00fcrste. Die \u00a0Pointe dieser Struktur: Jeder einzelne Arm fungiert wie eine Antenne f\u00fcr die Wellen des \u00a0Sonnenlichts. An seinem \u00e4u\u00dferen Ende befindet sich eine Molek\u00fclgruppe, welche die \u00a0Energie des Sonnenlichts einsammelt. Weil die aufgenommene Energie von hier aus \u00a0ins Innere des Zylinders flie\u00dft, werden die Arme auch als Geber (\u201eDonoren\u201c) der Lichtenergie bezeichnet.<\/p>\n
Im Zylinderinneren befindet sich eine lange Molek\u00fclkette, welche die \u00a0L\u00e4ngsachse des Polymers bildet. Sie ist mit Molek\u00fclgruppen best\u00fcckt, die als Empf\u00e4nger \u00a0(\u201eAkzeptoren\u201c) fungieren. Hier laufen daher alle Energieimpulse zusammen, die von den \u00a0Antennen des Molek\u00fcls aufgenommen wurden. Aus dem Zylinderinneren heraus kann \u00a0die Lichtenergie dann weiterverarbeitet werden \u2013 sei es zu elektrischem Strom oder zu \u00a0chemischer Energie, wie sie beispielsweise in Zuckermolek\u00fclen vorliegt.<\/p>\n
Auf dem Weg zu neuen Technologien: Leuchtdioden, Sensoren, Solarzellen <\/strong><\/p>\n
\u201eIm Vergleich mit anderen, beispielsweise kugelf\u00f6rmigen Polymerb\u00fcrsten erwarten wir \u00a0eine deutlich erh\u00f6hte \u201aLichternte\u2019\u201c, berichtet Prof. Dr. Jun Ling. \u201eIch freue mich darauf, \u00a0diese Polymerstruktur und ihre chemischen Bestandteile in den n\u00e4chsten Monaten \u00a0intensiv untersuchen zu k\u00f6nnen. Hier auf dem Bayreuther Campus gibt es daf\u00fcr eine \u00a0hervorragende technische Infrastruktur. Je genauer wir die molekularen Prozesse bei \u00a0der Gewinnung von Lichtenergie verstehen, desto besser k\u00f6nnen wir sie eines Tages \u00a0f\u00fcr sp\u00e4tere Anwendungen nutzen.\u201c<\/p>\n
Die derzeitigen Forschungsarbeiten geh\u00f6ren also eindeutig noch dem Bereich der Grundlagenforschung an. Aber schon heute zeichnen \u00a0sich interessante Anwendungsm\u00f6glichkeiten ab, beispielsweise auf den Gebieten der \u00a0chemischen Sensoren oder der organischen Leuchtdioden (OLED). Auch der Entwicklung \u00a0von hochleistungsf\u00e4higen Solarzellen k\u00f6nnten die gewonnenen Erkenntnisse eines Tages \u00a0zugute kommen.<\/p>\n
Im Hinblick auf solche technologischen Innovationen wird Prof. Dr. Jun Lin mit weiteren \u00a0Bayreuther Polymerchemikern und -physikern des DFG-Graduiertenkollegs \u201eFotophysik \u00a0synthetischer und biologischer multichromophorer Systeme\u201c zusammenarbeiten, insbesondere mit den Professoren Peter Strohriegl, Mukundan Thelakkat, Anna K\u00f6hler und \u00a0J\u00fcrgen K\u00f6hler.<\/p>\n