Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Vom Gestank zum Wertstoff

03.04.2014

Gewinnung von Schwefel und Wasserstoff: Spaltung von Schwefelwasserstoff durch Solarenergie

Keiner, der schon mal ein faules Ei aufgeschlagen hat, wird wohl den infernalischen Gestank vergessen. In Biogasanlagen, Klärwerken und Erdölraffinerien können sogar ganz erhebliche Mengen des widerlich riechenden, in höheren Konzentrationen giftigen Schwefelwasserstoffgases entstehen.


Spaltung von Schwefelwasserstoff in Schwefel und Wasserstoff durch Sonnenlicht

(c) Wiley-VCH

Ein australisch-chinesisches Forscherteam stellt in der Zeitschrift Angewandte Chemie einen innovativen photoelektrochemischen Ansatz vor, mit dem sich das unerwünschte Nebenprodukt unter Nutzung von Sonnenenergie in Schwefel und Wasserstoff spalten und so als Rohstoffquelle nutzen lässt.

Mit mehreren Techniken wird Schwefelwasserstoff (H2S) aus belasteter Abluft entfernt und bisher nur vereinzelt genutzt. Während Schwefel in einigen Verfahren rückgewonnen werden kann, gelingt dies mit dem enthaltenen Wasserstoff noch nicht. Schade eigentlich, denn gerade Wasserstoff ist ein wichtiger Energielieferant für die zukunftsträchtige Brennstoffzellentechnik.

Leider kann man H2S aber nicht einfach spalten und im selben Verfahren Schwefel und Wasserstoff gewinnen. Besonders attraktiv erscheint die photochemische Spaltung, denn dabei kann Sonnenenergie den hohen Energiebedarf der Reaktion decken. Bisher ließ sich allerdings noch kein ökologisch und ökonomisch sinnvoller Prozess realisieren. Dies könnte sich dank eines neuen Ansatzes ändern, der vom Team um Lianzhou Wang (University of Queensland, Australien) und Can Li (Chinese Academy of Sciences und Dalian Laboratory for Clean Energy, China) entwickelt wurde.

Erfolgsgeheimnis ist ein photochemisch-chemischer Kreislauf, dessen Reaktionen über ein so genanntes Redoxpaar gekoppelt sind. Ein Redoxpaar ist die Kombination einer reduzierten und einer oxidierten Form desselben Elements, die leicht ineinander umgewandelt werden können. Die Forscher setzten für ihren Ansatz entweder das Paar aus zweiwertigen und dreiwertigen Eisenionen (Fe2+/Fe3+) oder das System Iodid/Triiodid (I−/I3−) ein.

Das Schwefelwasserstoffgas wird in den Elektrolyten des Anodenraums einer elektrochemischen Zelle eingeleitet. Hier wird es durch eine chemische Reaktion mit der oxidierten Form des Redoxpaares, die dabei reduziert wird, gebunden und zu Schwefel, der als gelber Feststoff ausfällt, und Wasserstoffionen umgesetzt. Diese können die halbdurchlässige Membran zwischen Anoden- und Kathodenraum passieren.

Die zweite Reaktion läuft photoelektrochemisch: Während Wasserstoffionen an der Kathode unter Aufnahmen von Elektronen zu Wasserstoff reduziert werden, wird die reduzierte Form des Redoxpaares durch Elektronenabgabe an die Anode wieder in den oxidierten Zustand gebracht. Treibende Kraft ist Sonnenlicht, das in der Photoanode Paare aus Elektronen und „Elektronenlöchern“ erzeugt, die dann durch die aufgenommenen Elektronen wieder aufgefüllt werden können.

Die Redoxpaare durchlaufen einen ständigen Kreislauf zwischen oxidierter und reduzierter Form, sodass als Gesamtreaktion die Spaltung von Schwefelwasserstoff in Schwefel und Wasserstoff durch Sonnenlicht resultiert.

Angewandte Chemie: Presseinfo 12/2014

Autor: Lianzhou Wang, University of Queensland (Australia), http://www.nanomac.uq.edu.au/lianzhou-wang

Angewandte Chemie, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201400571

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

Weitere Informationen:

http://presse.angewandte.de

Dr. Renate Hoer | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Pflanzen gegen Staunässe schützen
17.10.2017 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Erweiterung des Lichtwegs macht winzige Strukturen in Körperzellen sichtbar
17.10.2017 | Georg-August-Universität Göttingen

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: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Im Focus: Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt

Physiker des HZB haben an BESSY II Materialien untersucht, die zu den topologischen Isolatoren gehören. Dabei entdeckten sie einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. Eine dieser Phasen ist ferroelektrisch: das bedeutet, dass sich im Material spontan eine elektrische Polarisation ausbildet, die sich durch ein äußeres elektrisches Feld umschalten lässt. Dieses Ergebnis könnte neue Anwendungen wie das Schalten zwischen unterschiedlichen Leitfähigkeiten ermöglichen.

Topologische Isolatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie an ihren Oberflächen Strom sehr gut leiten, während sie im Innern Isolatoren sind. Zu dieser neuen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Smart MES 2017: die Fertigung der Zukunft

18.10.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Intelligente Messmethoden für die Bauwerkssicherheit: Fachtagung „Messen im Bauwesen“ am 14.11.2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

18.10.2017 | Medizin Gesundheit

Rittal Klima-Tipps: Ist ein Kühlgerät wirklich nötig?

18.10.2017 | Energie und Elektrotechnik

Smartphones im Kampf gegen die Blindheit

18.10.2017 | Medizintechnik