Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Solarenergie: Rost erlaubt Wasserstoffgewinnung

13.11.2012
EPFL-Entwicklung soll durch günstige Herstellung punkten

Forscher an der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) setzen auf Eisenoxid, gemeinhin als Rost bekannt, um möglichst kostengünstig mittels Sonnenlicht Wasserstoff zu gewinnen und so Solarenergie zwischenzuspeichern.


Rostrote Tandem-Zelle: billig zu Wasserstoff (Foto: EPFL/Alain Herzog)

Sie haben dazu eine sogenannte photoelektrochemische Tandem-Solarzelle entwickelt, die vergleichsweise teure Halbleitermaterialien durch Metalloxide wie eben Rost ersetzt. Der in Nature Photonics vorgestellte Prototyp kann zwar nur 3,1 Prozent des einfallenden Lichts verwerten, doch stellt er nur einen ersten Schritt dar.

"Das System, mit dem wir uns beschäftigen, kann potenziell 16 Prozent Effizienz erreichen", betont Kevin Sivula, Leiter des Laboratory for Molecular Engineering of Optoelectronic Material an der EPFL http://limno.epfl.ch , gegenüber pressetext. Gepaart mit den vergleichsweise geringen Fertigungskosten soll das die Rost-basierte Lösung zu einem nützlichen System zur Wasserstoffgewinnung machen und damit eine effizientere Solarenergienutzung ermöglichen.

Bekanntes Prinzip, neues Material

Die Neuentwicklung kombiniert den Oxid-Halbleiter mit einer Farbstoffsolarzelle, um mittels Sonnenlicht direkt aus Wasser Sauer- und Wasserstoff freizusetzen. Dieses Prinzip geht auf den EPFL-Chemieprofessor Michael Grätzel zurück und wird seit Jahren international verfolgt. Sivula verweist darauf, dass ein US-Team bereits eine Tandem-Zelle mit 12,4 Prozent Effizienz entwickelt hat, die aber gleichzeitig ein bislang großes Problem mit dem Ansatz aufzeigt. "Mit deren Methode würde es 10.000 Dollar kosten, eine Fläche von zehn Quadratzentimetern herzustellen." Sivulas Team wollte eben diese Kosten deutlich drücken.

Eisenoxid ist dafür ein guter Kandidat, da das Material billig und relativ stabil ist. "Rost ist normalerweise kein guter Halbleiter", betont allerdings der Chemieingenieur. Deswegen kommt in der Neuentwicklung letztlich kein einfacher Rost zum Einsatz, sondern nanostrukturiertes Eisenoxid, dem andere relativ günstige Substanzen wie etwa Siliziumdioxid - im Prinzip Sand - beigemengt sind. Dadurch verbessern sich die Materialeigenschaften so weit, dass die Aufspaltung von Wasser in Sauer- und Wasserstoff mit dem Prototypen funktioniert.

Langfristiges Potenzial

Wirklich attraktiv machen den neuen Ansatz die geringen Kosten, aber noch ist die Effizienz der Neuentwicklung nicht wirklich praxistauglich. Doch die Forscher sind zuversichtlich. "Mit unserem günstigeren Konzept auf Basis von Eisenoxid hoffen wir, in einigen Jahren eine Effizienz von zehn Prozent zu erreichen, für weniger als 80 Dollar pro Quadratmeter", erklärt Sivula. Um das zu erreichen, soll unter anderem an möglichst einfachen Fertigungsmethoden gearbeitet werden. Langfristig solle die Effizienz dem Forscher zufolge sogar bei weiterhin geringen Kosten noch weiter zu steigern sein - letztlich eben auf rund 16 Prozent.

Thomas Pichler | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://www.epfl.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Weltrekord für Perowskit-CIGS-Tandem-Solarmodul
27.09.2016 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht Silizium auf Partnersuche: Neue Konzepte für Tandemsolarzellen am ISFH
26.09.2016 | Institut für Solarenergieforschung GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: New welding process joins dissimilar sheets better

Friction stir welding is a still-young and thus often unfamiliar pressure welding process for joining flat components and semi-finished components made of light metals.
Scientists at the University of Stuttgart have now developed two new process variants that will considerably expand the areas of application for friction stir welding.
Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH supports the University of Stuttgart in patenting and marketing its innovations.

Friction stir welding is a still-young and thus often unfamiliar pressure welding process for joining flat components and semi-finished components made of...

Im Focus: Neuer Schalter entscheidet zwischen Reparatur und Zelltod

Eine der wichtigsten Entscheidungen, die eine Zelle zu treffen hat, ist eine Frage von Leben und Tod: kann ein Schaden repariert werden oder ist es sinnvoller zellulären Selbstmord zu begehen um weitere Schädigung zu verhindern? In einer Kaskade eines bisher wenig verstandenen Signalweges konnten Forscher des Exzellenzclusters für Alternsforschung CECAD an der Universität zu Köln ein Protein identifizieren (UFD-2), das eine Schlüsselrolle in dem Prozess einnimmt. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Structural & Molecular Biology veröffentlicht.

Die genetische Information einer jeden Zelle liegt in ihrer Sequenz der DNA-Doppelhelix. Doppelstrangbrüche der DNA, die durch Strahlung hervorgerufen werden...

Im Focus: Forscher entwickeln quantenphotonischen Schaltkreis mit elektrischer Lichtquelle

Optische Quantenrechner könnten die Computertechnologie revolutionieren. Forschern um Wolfram Pernice von der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster sowie Ralph Krupke, Manfred Kappes und Carsten Rockstuhl vom Karlsruher Institut für Technologie ist es nun gelungen, einen quantenoptischen Versuchsaufbau auf einem Chip zu platzieren. Damit haben sie eine Voraussetzung erfüllt, um photonische Schaltkreise für optische Quantencomputer nutzbar machen zu können.

Ob für eine abhörsichere Datenverschlüsselung, die ultraschnelle Berechnung riesiger Datenmengen oder die sogenannte Quantensimulation, mit der hochkomplexe...

Im Focus: First quantum photonic circuit with electrically driven light source

Optical quantum computers can revolutionize computer technology. A team of researchers led by scientists from Münster University and KIT now succeeded in putting a quantum optical experimental set-up onto a chip. In doing so, they have met one of the requirements for making it possible to use photonic circuits for optical quantum computers.

Optical quantum computers are what people are pinning their hopes on for tomorrow’s computer technology – whether for tap-proof data encryption, ultrafast...

Im Focus: Quantenboost für künstliche Intelligenz

Intelligente Maschinen, die selbständig lernen, gelten als Zukunftstrend. Forscher der Universität Innsbruck und des Joint Quantum Institute in Maryland, USA, loten nun in der Fachzeitschrift Physical Review Letters aus, wie Quantentechnologien dabei helfen können, die Methoden des maschinellen Lernens weiter zu verbessern.

In selbstfahrenden Autos, IBM's Watson oder Google's AlphaGo sind Computerprogramme am Werk, die aus Erfahrungen lernen können. Solche Maschinen werden im Zuge...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Health Forum Gastein 2016 beginnt

28.09.2016 | Veranstaltungen

Compliance im Fokus - CLARIUS.LEGAL auf der Dialog on Tour in Hamburg

28.09.2016 | Veranstaltungen

Laser für Neurochirurgie und Biofabrikation - LaserForum 2016 thematisiert Medizintechnik

27.09.2016 | Veranstaltungen

 
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wald in Inventur: Unbemannte Helikopter zur Datenerhebung

28.09.2016 | Informationstechnologie

Besserer Schutz vor Gebärmutterhalskrebs

28.09.2016 | Biowissenschaften Chemie

Carsharing-Software: Störungen auf der anderen Seite des Globus erkennen

28.09.2016 | Informationstechnologie