Carsten Streb und Timo Jacob von der Universität Ulm haben jenes Enzymsystem technisch nachgebaut, das in den Chloroplasten grüner Pflanzen Wasser in Sauerstoff umwandelt.

Im Photosystem II, einem Enzymkomplex in den Chloroplasten grüner Pflanzen und Cyanobakterien, wird Lichtenergie dazu genutzt, Plastochinon in Plastochinol zu reduzieren und Wasser in Sauerstoff umzuwandeln. Der letztgenannte Schritt findet dabei an einem Mangan-hältigen Reaktionszentrum statt, die dabei ablaufenden Vorgänge sind noch nicht im Detail verstanden.

Um neue Einblicke zu gewinnen, wurde unter Leitung von Carsten Streb vom Institut für Anorganische Chemie I der Uni Ulm ein „künstliches Blatt“ auf der Basis eines Gerüsts aus Mangan-Vanadiumoxid gebaut. Zur Stabilisierung des Katalysators kommen Polyoxometallate zur Anwendung, wodurch – anders als in der Natur – das reaktive Zentrum nicht zerstört wird und daher auch nicht kontinuierlich regeneriert werden muss. Ein Licht-absorbierendes Antennenmolekül ersetzt den zuvor als Energiequelle verwendeten elektrischen Strom.

Tim Jacob vom Institut für Elektrochemie konnte das System elektrochemisch charakterisieren und zeigte, dass es in Sachen Sauerstoffproduktion mit dem biologischen Vorbild durchaus mithalten kann. Die Arbeit wurde in der Zeitschrift Angewandte Chemie veröffentlicht.