Die Yale University hat ein künstliches „Blatt“ gebaut, das aus Sonnenlicht, Wasser und CO2 flüssigen Kraftstoff macht. Vermarktet wird es als 32-mal effizienter als der bisherige Rekord.
3D-Illustration des künstlichen „Blatts“: Auf seiner lichtempfindlichen Oberfläche macht das Gerät aus Sonnenlicht, Wasser und CO2 flüssiges Methanol. Illustration: Yuanzuo Gao / Yale University
In absoluten Werten bedeutet das: 0,8 Prozent des Sonnenlichts landen als Methanol im Tank. Das im Journal of the American Chemical Society vorgestellte Gerät ist bemerkenswert, denn es produziert den Kraftstoff von allein, ohne Kabel und ohne externen Strom. Es ist die erste eigenständige solare Methanolproduktion dieser Art.
Das Vorbild ist die Photosynthese. Ein echtes Blatt fängt Licht ein und schiebt Elektronen Stück für Stück auf das CO2-Molekül, bis daraus etwas Energiereiches entsteht. Der Trick der Yale-Gruppe liegt in der Anzahl dieser Elektronen. Es müssen sechs sein, damit Methanol entsteht. Frühere Versuche mit künstlichen Blättern konnten nur zwei dieser Elektronen bewegen und blieben bei Kohlenmonoxid stecken. Einem weniger nützlichen und energiereichen Gas.
Wie das funktioniert, lässt sich auch ohne Chemiestudium nachvollziehen: Das Herzstück ist eine fingernagelgroße Siliziumplatte, die mit mikroskopischen Säulen übersät ist. Diese fangen das Licht besser ein als eine glatte Fläche. Darauf sitzt ein Katalysator, dessen Moleküle auf winzigen Kohlenstoffröhrchen aufgereiht sind. Die Forschenden vergleichen es mit einer Autobahn, über die der Strom an Elektronen einfacher ans Ziel kommt. Den nötigen Schub liefert eine zweite, daraufgesetzte Mini-Solarzelle aus Perowskit. Dieser Stapel ist der Trick, dank dem das „Blatt“ eigenständig Methanol produzieren kann.
Bleibt die Frage, ob 0,8 Prozent es wert sind. Zur Einordnung: Eine Nutzpflanze speichert übers Jahr verteilt ebenfalls nur rund ein Prozent des Sonnenlichts. Das Blatt arbeitet also auf Augenhöhe mit der Natur. Das ist eine gute Nachricht, die zugleich das Problem benennt. Denn damit solares Methanol mit Erdöl konkurrieren kann, müsste der Wirkungsgrad Studien zufolge eher bei sieben Prozent liegen. Der heutige Standardweg, also Solarstrom, Elektrolyse und CO2-Synthese in getrennten Anlagen, kommt in solchen Rechnungen längst in den zweistelligen Bereich. Genau dieses E-Methanol stellt der Konzern European Energy in Dänemark seit 2025 kommerziell her: zwei- bis dreimal teurer als fossiles, aber im Schiffstank einsetzbar. Der Aufpreis ist dabei weniger ein technisches Hindernis als ein wirtschaftliches. Solares Methanol läuft im geschlossenen Kreislauf, lässt sich aus Sonne und zurückgewonnenem CO2 endlos reproduzieren und gibt nur frei, was es zuvor gebunden hat. Teurer ist es allein gegenüber den derzeit billigeren fossilen Quellen. Das ist eine Frage der Opportunitätskosten, nicht der Machbarkeit.
Der Reiz der Idee liegt in ihrer Schlichtheit: ein Blatt statt einer Fabrik, das den Umweg über Wasserstoff und Syntheseanlage überspringt. Bisher gelang Kraftstoff aus Sonnenlicht nur über genau diesen Umweg. Der eigentliche Konkurrent des Blatts ist deshalb nicht das Erdöl, sondern die unscheinbare Kombination aus Solarpanel und Elektrolyseur, die heute schon liefert, was das Blatt erst verspricht. Yale hat keinen Treibstoff der Zukunft gebaut, sondern den Beweis, dass ein einziges Bauteil ihn herstellen kann.
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