Intro; Vorwort; Literatur; Leitfaden zum Buch; Literatur; Inhaltsverzeichnis; 1: Globale Herausforderung: Ersatz fossiler durch regenerative Brennstoffe; 1.1 Fossile Brennstoffe dominieren die Energieversorgung; 1.1.1 Energieversorgung global; 1.1.2 Energieversorgung inDeutschland; 1.2 Warum der Ersatz fossiler Brennstoffe wichtig ist; 1.2.1 Begrenzte Verfügbarkeit und kurzfristige Versorgungsrisiken; 1.2.2 Gesundheitliche und ökologische Schäden; 1.2.3 Umweltzerstörung und ökologische Katastrophen; 1.2.4 Globale Erwärmung durch CO2-Emissionen
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1.3 Das Problem der Speicherung von Wind- und SolarenergieLiteratur; 2: Die Vision: Nutzung der Solarenergie nach dem Vorbild der Natur; 2.1 Das Potenzial der Solarenergie; 2.2 Die Vision der Künstlichen Photosynthese inWissenschaft, Literatur, Kunst und Medien; 2.3 "Desertec": Lehren aus einer vorerst gescheiterten Vision; 2.4 Fazit: Mehr als große Versprechungen und gescheiterte Visionen; Literatur; 3: Photosynthese: Das biologische Vorbild; 3.1 Wasser, Luft und Licht als Rohstoffe; 3.1.1 Nachhaltige Energieversorgung der biologischen Welt; 3.1.2 Summenformel und Schlüsselprozesse
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3.2 Photosynthese im Licht und im Dunkeln3.2.1 Architektur der Lichtreaktionen; 3.2.2 Die Dunkelreaktionen; 3.3 Ein Glanzpunkt aktueller Forschung; 3.4 Wie effizient ist die biologische Solarenergienutzung?; 3.4.1 Maximale Effizienz der Photosynthese; 3.4.2 Ursachen der geringen mittleren Effizienz der photosynthetischen Biomassebildung; 3.4.3 Fazit: Effizienz der photosynthetischen Biomassebildung; Literatur; 4: Modifizierte Photosynthese: Neue Algen und Cyanoakterien; 4.1 Photosynthese modifizieren- Warum und Wie?; 4.2 Kleine Algen und Cyanobakterien verwenden
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4.3 Verbesserung der Effizienz4.4 Maßgeschneiderte Produkte; 4.5 Fazit: Komplexe Wertstoffe statt Photobiowasserstoff; Literatur; 5: Nachhaltige Energiekreisläufe: Von der biologischen zur Künstlichen Photosynthese; 5.1 Naturgeschichte und globaler Kohlenstoffkreislauf; 5.2 Vorbild Biologie; 5.2.1 Defizite des biologischen Vorbilds erkennen und vermeiden; 5.2.2 Vom Vogelflug zum Flugzeug: Biologie als Inspirationsquelle; 5.3 Fünf Wege zu nicht-fossilen Brenn- und Rohstoffen; 5.4 Solarenergienutzung durch Photovoltaik und Künstliche Photosynthese im Vergleich; Literatur
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6: Künstliche Photosynthese: Eine Analyse inTeilprozessen6.1 Definition und Überblick; 6.2 Lichtabsorption und primäre Ladungstrennung; 6.3 Katalyse der Wasseroxidation; 6.4 Katalyse der Wasserstoff-Bildung; 6.5 Katalyse der Kohlendioxid-Reduktion; 6.6 Katalyse der Ammoniak-Synthese; 6.7 Fazit: Einige Schlüsselprozesse sind bereits einsatzbereit; Literatur; 7: Vom Künstlichen Blatt zum Energiesystem: Die technische Umsetzung; 7.1 Photokatalyse auf Halbleiterpartikeln; 7.2 Künstliche Blätter; 7.3 Direkte Kopplung von Photovoltaik und Elektrolyse; 7.4 Power-to-X