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 Zirkuläre RNA wird in Proteine übersetzt
24.03.2017 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

nachricht Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen
24.03.2017 | Universität Bayreuth

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: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise