Künstliche “Blätter” sollen die Menschheit von ihrem Kohlendioxid-Problem befreien und das unerwünschte Treibhausgas vielleicht sogar in Treibstoff umwandeln. Wie sich der künstliche Prozess optimieren lässt, berichten Forscher um Steven Pennycook vom Oak Ridge National Laboratory in den Physical Review Letters (Ausgabe vom 15. Juli).
Wie natürliche grüne Blätter von Pflanzen, die Kohlendioxid per Photosynthese in Sauerstoff und organische Moleküle verwandeln, brauchen auch künstliche Kohlendioxid-Filter bislang Licht, um der Luft das Treibhausgas zu entziehen. Dazu braucht man Katalysatoren wie Cadmiumsulfid und organische Moleküle, an die sich das Kohlendioxid angelagern kann.
Wie Pennycook und seine Kollegen berichten, wird das Kohlendioxid nicht direkt an der Oberfläche des Katalysators gebunden. Vielmehr werden CO2-Moleküle dort ionisiert. Die reaktiven Radikale reagieren dann entweder mit anderen Kohlendioxid-Teilchen oder organischen Molekülen aus der Nachbarschaft.
Die Forscher fanden heraus, dass die Struktur der Katalysator-Oberfläche eine große Rolle dafür spielt, ob der Prozess funktioniert: Cadmiumsulfid mit einer glatten Oberfläche kann kein Kohlendioxid aus der Luft binden, winzige Nanokristalle aus dem Stoff wirken dagegen als Fotokatalysatoren. Wenn man kleine Verunreinigungen in die Kristalle einbaut und sie damit zu Halbleitern macht, könnte der Prozess sogar im Dunkeln ablaufen – zum Beispiel in Schornsteinen von Kohlekraftwerken, sozusagen direkt an der Quelle.
Ute Kehse
