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Regenerative Brennstoffe Wenn die Sonne Wasser spaltet – Energieumwandlung mal anders

| Redakteur: Jörg Kempf

Wasserstoff ist ein gefragter Energielieferant, und das Thema Wasser-Spaltung zur Wasserstoffgewinnung besitzt in den Ideenschmieden der Forschungsabteilungen einen entsprechenden Stellenwert. Auch Wissenschaftler der Universität Duisburg-Essen bringen ihre Expertise jetzt in ein Schwerpunktprogramm der Deutschen Forschungsgemeinschaft ein.

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Im Schwerpunktprogramm SPP 1613 greifen viele Räder ineinander: Chemiker, Ingenieurwissenschaftler und Physiker sind an mehreren Teilprojekten beteiligt. Ziel: Die Herstellung regenerativer Brennstoffe durch lichtgetriebene Wasserspaltung.
Im Schwerpunktprogramm SPP 1613 greifen viele Räder ineinander: Chemiker, Ingenieurwissenschaftler und Physiker sind an mehreren Teilprojekten beteiligt. Ziel: Die Herstellung regenerativer Brennstoffe durch lichtgetriebene Wasserspaltung.
(Bild: Gerd Altmann; CC0; http://pixabay.com/en/thoughts-think-psyche-psychology-551263/; http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/)

Duisburg – Wird aus Solarenergie elektrischer Strom, braucht man eine aufwändige Speichertechnik. Eine Alternative: Chemische Energie wird bei der Aufspaltung von Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff umgewandelt und später in einer Brennstoffzelle wieder neu verfügbar. Die Forscher suchen dafür nach geeigneten Materialien. Auch die Rolle von Nanopartikeln und Katalysatoren wird analysiert, um später neue Technologien zu entwickeln.

So beschäftigen sich Physiker der Universität Duisburg-Essen (UDE) um Prof. Dr. Rossitza Pentcheva mit der computergestützten Modellierung von nanoskaligen Metalloxiden. Parallel dazu werden kompakte bzw. poröse, nanostrukturierte Filme an der Ludwig-Maximilians-Universität München und am Max-Planck-Institut Düsseldorf im Labor getestet. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse über die mikroskopischen Mechanismen sollen die Materialien und damit die Ausbeute bei der Wasserspaltung verbessern.

Vielversprechenden Stoffen sind auch die UDE-Chemiker im Team von Prof. Dr. Malte Behrens auf der Spur. Zusammen mit Wissenschaftlern der Technischen Universität Berlin, des Helmholtz-Zentrums Berlin und der Universität Freiburg entwickeln sie Dünnschicht-Verbundsysteme. Sie können das Sonnenlicht absorbieren, um an der Oberfläche die chemische Wasserspaltung in Gang zu setzen. Die an der UDE und dem Center for Nanointegration untersuchten nanostrukturierten Katalysatoren helfen, diese Reaktion zu beschleunigen.

Und die Ingenieurwissenschaftler rund um Prof. Dr. Markus Winterer richten ihr Augenmerk auf anorganische Nanopartikel auf Basis von Galliumnitrid. Diese Materialien sind leicht verfügbar, haben ein geringes Gefährdungspotenzial und sind unter den Reaktionsbedingungen stabil. Die Gasphasensynthese ermöglicht es, Nanopartikel mit großer Oberfläche und hoher Kristallinität herzustellen. Deshalb besitzen die Partikel eine erhöhte photokatalytische Aktivität, die an der Ruhr-Universität Bochum untersucht wird.

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