Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wasserspaltung mit Sonnenlicht

26.09.2007
Halbleiter als Photokatalysator, Speicher und Separator für Wasserstoff und Sauerstoff aus Wasser

Wasserstoff gilt als einer der wichtigsten Brennstoffe der Zukunft, Sonnenenergie als eine der Energiequellen der Zukunft. Warum nicht beides zusammenführen und Wasserstoff direkt ohne den Umweg über elektrischen Strom mithilfe von Sonnenenergie erzeugen? Ähnlich wie Pflanzen über ihre Photosynthese Sonnenlicht direkt in chemische Energie umwandeln können?

Max-Planck-Forscher haben nun einen Katalysator entwickelt, der geeignet erscheint. Wie sie in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, spaltet Titandisilicid Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Das Halbleitermaterial dient aber nicht nur als Photokatalysator, sondern speichert die Produktgase und ermöglicht dabei eine elegante Trennung von Wasserstoff und Sauerstoff.

"Die Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff aus Wasser durch Halbleitermaterialien ist ein wichtiger Beitrag für die Nutzung der Sonnenenergie," führt Martin Demuth (Max-Planck-Institut für Bioanorganische Chemie, Mülheim an der Ruhr) aus. "Als Photokatalysatoren geeignete Halbleitermaterialien sind bisher jedoch schlecht verfügbar, haben ungünstige Lichtabsorptionscharakteristika oder zersetzen sich während der Reaktion." Er und sein Team schlagen nun eine Halbleiterklasse vor, die bisher nicht für solche Zwecke verwendet wurden: Silicide. So hat Titandisilicid (TiSi2) für einen Halbleiter ganz außergewöhnliche opto-elektronische Eigenschaften, die für solartechnische Anwendungen ideal sind. Zudem absorbiert das Material Licht in einem breiten Bereich des Sonnenspektrums, ist sehr gut zugänglich und kostengünstig.

Zu Beginn der Reaktion sorgt eine leichte Oxidbildung am Titandisilicid für die Bildung der notwendigen katalytisch aktiven Zentren. "Unser Katalysator spaltet Wasser mit einem höheren Wirkungsgrad als die meisten anderen Halbleitersysteme, die ebenfalls mit sichtbarem Licht arbeiten," sagt Demuth.

Ein technisch besonders interessanter Aspekt ist die gleichzeitige reversible Wasserstoffspeicherung. Die Speicherkapazität von Titandisilicid ist zwar geringer als bei den sonst üblichen Speichermedien, dafür aber technisch einfacher. Vor allem reichen wesentlich niedrigere Temperaturen für die Freisetzung des gespeicherten Wasserstoffs aus.

Auch der Sauerstoff wird gespeichert, wird aber unter anderen Bedigungen freigesetzt als der Wasserstoff: Temperaturen über 100 °C und Dunkelheit sind dazu notwendig. "Eine elegante Methode zur einfachen und sauberen Trennung der beiden Gase," erklärt Demuth. Für die Weiterentwicklung und Vermarktung dieser patentierten Prozesse hat Demuth zusammen mit deutschen, amerikanischen und norwegischen Partnern eine Firma mit Sitz in Lörrach gegründet.

Angewandte Chemie: Presseinfo 39/2007

Autor: Martin Demuth, Max-Planck-Institut für Bioanorganische Chemie, Mülheim an der Ruhr (Germany), http://ewww.mpi-muelheim.mpg.de/bac/index_en.php

Angewandte Chemie 2007, 119, No. 41, 7917-7921, doi: 10.1002/ange.200701626

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69495 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | idw
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Geteiltes Denken ist doppeltes Denken
19.01.2017 | Hertie-Institut für klinische Hirnforschung (HIH)

nachricht Neue CRISPR-Methode enthüllt Genregulation einzelner Zellen
19.01.2017 | CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Im Focus: How gut bacteria can make us ill

HZI researchers decipher infection mechanisms of Yersinia and immune responses of the host

Yersiniae cause severe intestinal infections. Studies using Yersinia pseudotuberculosis as a model organism aim to elucidate the infection mechanisms of these...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Flashmob der Moleküle

19.01.2017 | Physik Astronomie

Tollwutviren zeigen Verschaltungen im gläsernen Gehirn

19.01.2017 | Medizin Gesundheit

Fraunhofer-Institute entwickeln zerstörungsfreie Qualitätsprüfung für Hybridgussbauteile

19.01.2017 | Verfahrenstechnologie