Synthesegas und Akku-Power aus Solarenergie

Zwischenprodukt für die Herstellung von Ammoniak, Methanol und synthetischer Kohlenwasserstoffkraftstoffe

Mithilfe der Photosynthese gewinnen Pflanzen Energie aus Sonnenlicht. Forschende der Technischen Universität München (TUM) haben dieses Prinzip als Grundlage genommen (und am 21.03.2023 veröffentlicht), um neue nachhaltige Verfahren zu entwickeln, mit denen in Zukunft Synthesegas für die chemische Großindustrie hergestellt und Batterien aufgeladen werden könnten. (Foto: Photonenfalle im Labor der Arbeitsgruppe WarnanLab im CRC – © Astrid Eckert, TU München) weiterlesen…

Winzige „Wolkenkratzer“ helfen Bakterien, Sonnenlicht in Strom umzuwandeln

Neue Form der Biokraftstofferzeugung durch 3D-gedruckte maßgeschneiderte Elektroden

Forscher der University of Cambridge haben winzige „Wolkenkratzer“ für Bakteriengemeinschaften hergestellt, mit deren Hilfe sie aus Sonnenlicht und Wasser Strom erzeugen können. Die Forscher haben mit Hilfe des 3D-Drucks Gitter mit „hohen Nano-Häusern“ geschaffen, in denen sonnenliebende Bakterien schnell wachsen können. Die Forscher waren dann in der Lage, die bei der Photosynthese anfallenden Abfallelektronen der Bakterien zu extrahieren, die zur Versorgung kleiner elektronischer Geräte verwendet werden können. weiterlesen…

Mülheimer Forscher lösen  weiteres Rätsel der Photosynthese

Chemische Isomerisierungsreaktion

“Grüner” Wasserstoff wird häufig als das “Petroleum von Morgen” bezeichnet. Um eine klimaneutrale Versorgung mit Brennstoffen zu gewährleisten, muss die Energieindustrie von Kohlenstoff basierten Brennstoffen auf „Solar fuels“ umstellen, die mit Hilfe von Sonnenlicht im Rahmen einer artifiziellen Photosynthese gewonnen werden. Ein Baustein auf dem langen und komplizierten Weg zu dieser Umstellung, ist ein präzises Verständnis der Chemie im innersten Zentrum der biologischen Photosynthese. Die hohe Effizienz des natürlichen Wasserspaltungskatalysators könnte jetzt durch eine chemische Isomerisierungsreaktion erklärt werden – so eine Medienmitteilung des Mülheimer Max-Planck-Instituts für Kohlenforschung vom 27.05.2021 (Grafik: Zwei Isomere des wasseroxidierenden Katalysators entstammen den unterschiedlichen Verzerrungen entlang alternativer „Jahn-Teller“ Achsen; diese strukturelle Heterogenität führt zu einer bisher nie charakterisierten mechanistischen Vielfalt – © MPI für Kohlenforschung). weiterlesen…

CO2-Düngeeffekt sinkt

Science-Veröffentlichung zur Minderung des CO2-Düngeeffekts auf globales Pflanzenwachstum

Photosynthese und Pflanzenwachstum werden stimuliert, wenn in der Luft mehr CO2 verfügbar ist. Geographen der Universität Augsburg stellen gemeinsam mit Kollegen aus 12 Ländern in in Science veröffentlichten Untersuchung Studie fest, dass dieser Effekt weltweit in den letzten vier Jahrzehnten um etwa 30 Prozent abgenommen hat. (Karte: Trends in der globalen Pflanzenproduktivität – © Ranga Myneni, Boston University) weiterlesen…

Photosynthese als Vorbild

Effizient, günstig und ästhetisch: Forscherteam baut Elektroden aus Laubblättern

Aus Laubblättern könnten sich Elektroden mit hervorragenden optischen und elektronischen Eigenschaften bauen lassen. Zu diesem Schluss kommt ein Wissenschaftlerteam vom Leibniz-IPHT. Die Forschenden beschichteten Blattadern mit Kupfer und wandelten sie so in elektrisch leitfähige und optisch transparente Elektroden um. Konstruiert nach dem Vorbild der Natur, könnten sich mit den Blattstruktur-Elektroden neuartige Solarzellen, LEDs oder Displays entwerfen lassen. weiterlesen…

Von künstlichem Fleisch bis zum Verfeinern der Photosynthese

Künftige Innovationen im Nahrungsmittelsystem

Ob Pflug oder Kühlschrank, immer wieder haben Innovationen in den letzten Jahrtausenden die Art und Weise verändert, wie wir Lebensmittel anbauen, verarbeiten und konsumieren. Heute, wo fast 40 Prozent der gesamten Landfläche der Erde zur Nahrungsmittelerzeugung genutzt wird, hat unsere Ernährung massive Auswirkungen auf Klima und Umwelt – vom Stickstoff-Kreislauf bis zur Wassernutzung, von der Artenvielfalt bis zu den Treibhausgasemissionen. In einer neuen Studie, die in der Fachzeitschrift Nature Food veröffentlicht wurde, hat ein internationales Forscherteam jetzt bewertet und kategorisiert, welche Innovationen das Potenzial haben, das Ernährungssystems nachhaltig zu verändern und was für ihren Erfolg entscheidend ist – von künstlichem Fleisch und Meeresfrüchten über bioangereicherte Nutzpflanzen bis hin zu verbesserten Klimaprognosen. weiterlesen…

Geheimnis der Cyanobakterien entschlüsselt

Bald künstliche Photosynthese? Wie genau Cyanobakterien CO2 effizient umwandeln

Ein internationales Forschungsteam konnte das Geheimnis der Cyanobakterien lüften. Künftig wird es so möglich sein, bei ihnen „abzuschauen“, wie sie Luft-CO2 in wasserlösliche Kohlensäure umwandeln und vor dem Aufbau von Biomasse in der Zelle zwischenspeichern. Das hat jetzt ein Forscherteam unter Beteiligung der Ruhr-Universität Bochum in der Zeitschrift Nature Communications erläutert. (Foto: Jacqueline Thiemann und Marc Nowaczyk waren überrascht, dass die molekularen Details der biologischen CO2-Umwandlung bei Cyanobakterien doch anders sind als zuvor gedacht und wollen demnächst bei Cyanobakterien abgucken – © RUB, Marquard) weiterlesen…

Zusatzantrieb für Photosynthese

Rubisco, häufigstes auf der Erde vorkommendes Enzym, arbeitet langsam und ineffektiv

Die Photosynthese ist ein grundlegender biologischer Prozess, der es Pflanzen ermöglicht, Lichtenergie für ihr Wachstum zu nutzen. Die meisten Lebensformen auf der Erde hängen direkt oder indirekt von der Photosynthese ab. Forscher des Max-Planck-Instituts für Biochemie in Martinsried bei München haben gemeinsam mit Kollegen von der Australian National University die Bildung von Carboxysomen untersucht – einer Struktur, die die Effizienz der Photosynthese in wasserlebenden Bakterien steigert. Ihre Ergebnisse, die jetzt in Nature veröffentlicht wurden, könnten zur Entwicklung von Pflanzen mit einer effizienteren Photosynthese und somit höheren Ernteerträgen führen – so eine Medienmitteilung vom 23.01.2019. weiterlesen…

Lichtgespeiste Kraftpakete

Bei der Solarenergie-Ernte „fleißig und erfolgreich“

Miniaturreaktoren umhüllt von Sammelstellen, die Lichtquanten einfangen und an das Zentrum weiterleiten: So sind die kleinsten Bausteine der Kraftfabriken in Organismen konstruiert, die ihre Energie direkt von der Sonne beziehen. Die enge Kopplung von Aufbau und Interaktion der Bestandteile erhöht die Ausbeute, eine Strategie, die ein internationales Team von Wissenschaftlern zum Vorbild nimmt, um der Solartechnik zu mehr Effizienz zu verhelfen. An der Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) ist der Lehrstuhl für Physikalische Chemie I an den Forschungen beteiligt, deren aktuelle Ergebnisse in der Fachzeitschrift Nature Chemistry vorgestellt wurden. weiterlesen…

Struktur und Funktion von Photosyntheseprotein im Detail aufgeklärt

Photosynthetischer Komplex I ist Schlüsselelement im photosynthetischen Elektronentransport – bislang wenig über ihn bekannt

Ein internationales Team von Wissenschaftlern aus verschiedenen universitären und außeruniversitären Forschungseinrichtungen hat die Struktur und Funktionsweise des photosynthetischen Komplex I aufgeklärt. Der Membranproteinkomplex ist wesentlicher Bestandteil der Photosynthese und spielt eine wichtige Rolle in der dynamischen Anpassung von Elektronentransportprozessen. Die Arbeit des Teams von 14 Kooperationspartnern, zu denen neben Hauptautor Prof. Marc Nowarcyk von der Ruhr-Universität Bochum auch James Birrell und Prof. Wolfgang Lubitz vom MPI CEC in Mülheim/Ruhr und Nicholas Cox von der Australian National University (ANU) in Canberra gehören, wurde im Januarheft der Zeitschrift Science veröffentlicht. weiterlesen…