Neues künstliches Blatt folgt der Sonne und produziert Strom

Hast du dich schon mal gefragt, wie ein Blatt es schafft, Sonnenlicht in Energie umzuwandeln? Chinesische Forscher haben nun ein künstliches Blatt entwickelt, das das Gleiche tut – und noch mehr. 

Blätter sind gewissermaßen natürliche Kraftwerke, weil sie durch Photosynthese mit Sonnenlicht, CO2 und Wasser Energie erzeugen und daraus dann Sauerstoff herstellen.

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Das künstliche Blatt der chinesischen Forscher kann die Bewegung der Sonne ähnlich verfolgen wie echte Blätter. Es erzeugt Strom und kann Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff spalten, weshalb es etwa zur Brennstoffproduktion genutzt werden könnte, wie Interesting Engineering berichtet.

Nanoröhrchen ziehen sich zusammen

Es hat flexible Elektroden, die mit Solarenergie arbeiten, und ist mit einem schützenden, wasserdurchlässigen Gel überzogen. Im Inneren der künstlichen Blätter befinden sich Kohlenstoffnanoröhren, die sich erhitzen, wenn Sonnenlicht darauf fällt. Die Folge davon ist, dass ein Polymer im Blatt schrumpft und sich das Blatt dadurch so hinbiegt, dass es zur Sonne hin ausgerichtet ist.

Im Unterschied zu ähnlichen Versuchen mit künstlichen Blättern besteht das chinesische Blatt nicht aus Glas, sondern aus Plastik. Außerdem haben die Forscher sogar die Pflanzenzellenstruktur im Inneren so gut nachgebildet wie möglich, etwa durch die Verwendung des Gels, das auch bei echten Pflanzen in Form eines glitschigen Saftes vorkommt.

"Solarzelle", die unter Wasser funktioniert

Ein Praxistest der Forscher zeigte, dass das künstliche Blatt nach einem Betrieb von 65 Stunden noch 73 Prozent seiner Leistungsfähigkeit besitzt. Und wegen seiner besonderen Beschaffenheit funktioniert es sogar unter Wasser, was bei üblichen Solarzellen nicht der Fall ist.

Noch ist das Ganze ein Forschungsprojekt, und wir sind weit entfernt von künstlichen Bäumen, die Solaranlagen auf Dächern Konkurrenz machen. Es gibt noch einige Herausforderungen zu lösen – so sind die Nanoröhren, die das Blatt bewegen, etwa nicht sehr haltbar. Sie verlieren mit der Zeit ihre Leistungsfähigkeit, und die Ausrichtung des Blattes zur Sonne hin funktioniert nicht mehr so gut. In der realen Welt könnten auch das Wetter ein Problem sein: Wind und Wasser könnten die Leistung stark einschränken.

Das Blatt ist dennoch ein hervorragendes Beispiel dafür, dass man in der Natur Lösungen für technische Probleme finden kann. Weiterentwickelt könnte die Technologie etwa dazu dienen, effizientere Lösungen für die Herstellung von Solarenergie und Brennstoffen zu entwickeln.