Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat bekanntgegeben, dass sie den gemeinsamen Sonderforschungsbereich/Transregio (SFB/TRR) 234 „CataLight“ in den nächsten vier Jahren fördert. Beantragt hatten die Partner, zu denen auch die Universität Wien, das Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz sowie das Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V. in Jena gehören, rund zehn Millionen Euro. Mit den Mitteln will der ortsübergreifende Forschungsverbund die grundlegende Funktionsweise bis hin zu ersten Anwendungen innovativer photokatalytisch aktiver Materialien erforschen. Den Forschenden aus Chemie, Materialwissenschaft und Physik geht es darum, Licht zur Herstellung energiereicher Chemikalien zu nutzen und gezielt neue Materialien für eine nachhaltige Energiewandlung gestalten zu können.

„Im neuen Forschungsverbund wollen wir einen vollkommen neuen Weg gehen, solche molekularen Photokatalysatoren zu stabilisieren und Reparaturverfahren zugängig zu machen“, sagt der SFB/TRR-Sprecher Prof. Dr. Sven Rau von der Universität Ulm. „Wir schauen, wie es die Natur macht und integrieren die molekularen Komponenten in weiche Materie, um so neue Konzepte für die photokatalytische Wasserspaltung zu etablieren“, ergänzt sein Kollege und Stellvertreter Prof. Dr. Benjamin Dietzek von der Universität Jena. Bei der natürlichen Photokatalyse werden molekulare Systeme in eine weiche Phospholipidschicht eingebettet. „Die Natur stabilisiert das System dadurch und ermöglicht den Austausch einzelner Komponenten“, erläutert Dietzek das Prinzip. Darüber hinaus habe die Natur Zusatzfunktionen entwickelt, die auch durch entsprechende synthetische Ansätze im Forschungsverbund integriert werden sollen.

Fernziel: künstliche Chloroplasten
„Es ist das Ziel des neuen SFB/TRR 234, die Energie des Sonnenlichts für die Wasserspaltung mit molekularen Maschinen nutzbar zu machen“, sagt Rau. „CataLight soll ein mechanistisches Verständnis der Wechselwirkungen von lichtgetriebenen molekularen Katalysatoren mit strukturierten weichen Materialien liefern.“ Dafür sei zunächst viel Grundlagenforschung zum chemischen Prozess notwendig. Am Ende der ersten Förderphase sollen neue Erkenntnisse über diesen Prozess vorliegen und verschiedene Materialien evaluiert worden sein. Bis zum Fernziel künstlicher Chloroplasten mit exakt definiertem Design werde es aber noch viele Jahre weiterer intensiver Forschung bedürfen.