Viren helfen, Wasser zu spalten

Wichtiger Schritt, um mit Hilfe von Sonnenlicht Wasserstoff zu gewinnen

Pflanzen machen das seit Urzeiten: Sie wandeln Sonnenlicht in chemische Energie, indem sie etwa Wasser zerlegen. Wissenschaftler in den USA haben jetzt einen Teil der Zerlegung von Wasser mit Hilfe von Sonnenlicht nachgebildet. In etwa zwei Jahren wollen sie auf diese Weise Wasserstoff gewinnen, der beispielsweise Brennstoffzellen antreiben kann.

Wissenschaftler am Massachusetts Institute of Technology haben nach eigenen Angaben einen Weg gefunden, Wassermoleküle durch künstliche Photosynthese aufzuspalten. Mit Hilfe genetisch veränderter Viren ist dem Team um Angela Belcher gelungen, Wasser auf die gleiche Weise in seine chemischen Bestandteile zu zerlegen, wie Pflanzen das tun.

Photosynthese nachgebildet

Über Jahrmilliarden hätten Pflanzen hoch organisierte Systeme zur Photosynthese entwickelt, schreiben die Wissenschaftler im britischen Fachmagazin Nature Nanotechnology. Sie hätten metallische und molekulare Katalysatoren eingesetzt, um eine vergleichbare Reaktion zu erzeugen.

Angela Belcher (Foto: Dominick Reuter)

Die Wissenschaftler veränderten ein Virus mit dem Namen M13 so, dass es Iridiumoxidmoleküle und Zinkporphyrine an sich bindet. So entstand eine Art Nanodraht, der den Sauerstoff aus dem Wassermolekül spaltet. Zinkporphyrin ist ein biologischer Farbstoff, der das Sonnenlicht absorbiert. Das Iridiumoxid ist der Katalysator, der die Reaktion antreibt.

Virus als Gerüst

Das M13-Virus ist wie ein Gerüst, das dafür sorgt, dass die Pigmente und der Katalysator im richtigen Abstand angeordnet werden, damit die Reaktion richtig ablaufen kann. Anfangs tendierten die Drähte allerdings nach einer Weile dazu, zu verklumpen. Die Wissenschaftler umhüllten sie daraufhin mit einem speziellen Gel, das die Nanodrähte in Form hält.