Quantenmechanik macht Photosynthese so effizient


Die unscheinbaren Halme einer Graswiese sind in gewisser Weise nichts anderes als ein riesiger Quantencomputer. Dies haben Forscher in den USA durch eine Untersuchung der energetischen Struktur von Chlorophyllmolekülen herausgefunden. Demnach sind die elektronischen Energieniveaus in benachbarten Molekülen miteinander quantenmechanisch gekoppelt, genauso wie QBits in Quantencomputern. Der Studie zufolge steckt diese Koppelung hinter der im Vergleich mit Solarzellen ungeheuer hohen Effizienz der Photosynthese.




Die Umwandlung von Kohlendioxid und Wasser in energiereiche organische Kohlenwasserstoffe wird durch das Einfangen von Sonnenergie mithilfe von Chlorophyllmolekülen ermöglicht. Dabei wird die Energie eingefangener Photonen durch eine zweidimensionale, als Antennenkomplex bezeichnete Anordnung dicht gepackter Moleküle an ein metallisches Reaktionszentrum weitergeleitet, wo die eigentliche chemische Reaktion stattfindet.

Die hohe Effizienz von mehr als 95% dieser Energieumwandlung hängt damit zusammen, dass die eingefangene Photonenenergie blitzschnell ihren Weg zu dem Reaktionszentrum findet.

wissenschaft.de - Warum Gras selbst die besten Solarzellen schlägt

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