Baustein für Baustein zur Lösung der Energiefrage: IPHT Jena koordiniert europäische COST Action

Prof. Dr. Benjamin Dietzek vom Institut für Photonische Technologien in Jena bündelt die Kompetenzen europäischer Forschungseinrichtungen, um die durch Licht induzierte Spaltung von Wasser zu untersuchen und gezielt Strukturen zu schaffen, die dies im Labor nachahmen. Ziel: Die Erschließung einer nie versiegenden Energiequelle.

Die natürlich Ressourcen Sonnenlicht und Wasser direkt und mit möglichst hoher Ausbeute zu nutzen – daran arbeitet Dietzek, der am Institut für Physikalische Chemie der Universität Jena eine Professur innehat, schon seit längerem. Als Katalysatoren dienen ihm dazu Molekülbausteine und keine Festkörper. „Unser Vorbild ist das grüne Blatt, in dem mit bewundernswerter Effizienz aus Sonnenlicht Energie wird – und das bei Raumtemperatur und geringen Lichtintensitäten“, erläutert der Physiker.

In dem Prozess der Photosysthese dienen die Blattfarbstoffe Chlorophylle und Carotinoide als Lichtantennen. Die Aufnahme der Lichtenergie versetzt sie in einen energiereichen angeregten Zustand. Sie geben diese Energie weiter, die damit als Triebkraft für eine Reihe von Reaktionen dient. An deren Ende wird aus Kohlendioxid Zucker gewonnen, aus dem die grünen Pflanzen ihre Energie beziehen.

„Im Gegensatz dazu entsteht am Ende der von uns betrachteten Reaktionen molekularer Wasserstoff, den man entweder in Brennstoffzellen speichern und für den Antrieb eines Autos nutzen oder in energiereiche organische Moleküle überführen kann, um so auch sonnenlichtarme Zeit zu überbrücken“, so Dietzek. Die Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff mittels Sonnenlicht – Experten sprechen von der photokatalytischen Spaltung – stellt einen vielversprechenden Weg zur Energiegewinnung dar. Dennoch gibt es heute noch keine großtechnischen Verfahren, die dieses Potential nutzen.

Um die höchstmögliche Menge an Energie gewinnen zu können, müssen die Wissenschaftler den Prozess zunächst bis in seine Details verstehen. Dann können sie ganz gezielt, Baustein für Baustein, synthetische so genannte Supramolekulare Photokatalysatoren zusammensetzen, die an das Vorbild Natur heranreichen.

Um diesen interdisziplinären Ansatz erfolgreich verfolgen zu können, wird Dietzek in der jetzt startenden COST Action Forschergruppen aus ganz Europa zusammenbringen, die über ganz unterschiedliche Expertisen und experimentelle Möglichkeiten verfügen. „Wir bringen die Synthese-Chemie mit theoretischen Ansätzen und spektroskopischen Untersuchungen zusammen. So können wir effiziente Komponenten für die Lichtaufnahme, den Elektronentransfer und die Katalyse schaffen und damit nicht nur fundamentale wissenschaftliche Fragen beantworten, sondern vor allem ein wichtiges gesellschaftliches Problem lösen“, ist Dietzek überzeugt.

Aufgabe von COST (European Cooperation in Science and Technology) ist es, europäische Forschungseinrichtungen, Hochschulen und Unternehmen zur Realisierung eines gemeinsamen Forschungsvorhabens zusammenzuführen. COST ist also ebenso wie EUREKA ein Rahmen für die europäische Zusammenarbeit in Wissenschaft und Technik, durch den nationale Forschungsarbeiten koordiniert werden. Ziel ist es, nationale Forschungsprojekte in konzertierten Aktionen zu unterschiedlichen Themen zu bündeln und dadurch europaweit vorhandene Kapazitäten von Wissen, technischer Ausstattung und finanziellen Ressourcen effektiv zu nutzen und dauerhafte Netzwerke zu schaffen.

Ihr Ansprechpartner:
Prof. Dr. Benjamin Dietzek
Forschergruppe Ultrakurzzeitspektrokopie

Telefon +49 (0) 3641 / 206-332
Telefax +49 (0) 3641 / 206-399
benjamin.dietzek@ipht-jena.de