Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Energie aus Licht als quantenmechanischer Vorgang

10.05.2013
Effizientere Photovoltaikanlagen und Brennstoffzellen in Sichtweite

Mitarbeiter des zum Nationalen Forschungsrat CNR gehörenden Istituto Nanoscienze und des Istituto di Fotonica e Nanotecnologie haben eine wichtige Entdeckung auf dem Gebiet der erneuerbaren Energien gemacht. Danach erweist sich die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrischen Strom weniger als ein Problem der klassischen Physik als vielmehr der Quantenmechanik.


Solaranlage: Forscher tüfteln an Effizienz
(Foto: pixelio.de, SCHAU.MEDIA)

Initialisierung entscheidend

"Entscheidend bei den Prozessen der Photosynthese und Photovoltaik ist die Initialisierung", erklärt Projektleiter Carlo Andrea Rozzi. Während dieser auch als "Light-Harvesting" bekannten Startphase wird die in den Rezeptor-Molekülen entstehende Energie auf die weiter entfernten Moleküle übertragen. Die Wissenschaftler in Modena haben zur Nachbildung dieser Vorgänge einen künstlichen Light-Harvesting-Prototypen gebaut. Es handelt sich um eine aus einem Lichtrezeptor und zwei Stromkollektoren bestehende Einheit.

"Wir haben festgestellt, dass die Übertragung der elektrischen Spannung auf die anderen Moleküle durch einen quantenmechanischen Vorgang bestimmt wird", so der Wissenschaftler. Es handle sich um eine Art geordenter kollektiver Schwingungsbewegung von Elektronen und Atomkernen. Während der Versuchsreihe konnte in einer bisher noch nicht dagewesenen Genauigkeit nachgewiesen werden, dass durch das Sonnenlicht angeregte Moleküle in wenigen Trilliardstel von Sekunden in ein Potentialgefälle umgewandelt werden können.

Breite Wissenschafts-Kooperation

"Der Wirkungsgrad dieser Vorgänge hängt entscheidend von der Flexibilität der Molekularstrukur ab, die den Rezeptor mit dem Akzeptor verbindet", unterstreicht Rozzi abschließend. Anhand der Erkenntnisse ergäben sich neue Wege, um effizientere Photovoltaiksysteme und innovative Brennstoffzellen zu entwickeln. Die Studie wurde in Kooperation mit dem Mailänder Polytechnikum sowie den Universitäten von Modena und Oldenburg durchgeführt. Einzelheiten sind in "Nature Communications" http://nature.com/ncomms/index.html nachzulesen.

Harald Jung | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://www.nano.cnr.it
http://www.ifn.cnr.it

Weitere Berichte zu: Brennstoffzelle Molekül Solaranlage Sonnenlicht

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Fraunhofer-Forscher entwickeln Hochdrucksensoren für Extremtemperaturen
28.06.2017 | Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM

nachricht Mit unkonfektionierten Kabeln durch die Schaltschrankwand
26.06.2017 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co.KG

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: Schnelles und umweltschonendes Laserstrukturieren von Werkzeugen zur Folienherstellung

Kosteneffizienz und hohe Produktivität ohne dabei die Umwelt zu belasten: Im EU-Projekt »PoLaRoll« entwickelt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen gemeinsam mit dem Oberhausener Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheit- und Energietechnik UMSICHT und sechs Industriepartnern ein Modul zur direkten Laser-Mikrostrukturierung in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Ziel ist es, mit Hilfe dieses Systems eine siebartige Metallfolie als Demonstrator zu fertigen, die zum Sonnenschutz von Glasfassaden verwendet wird: Durch ihre besondere Geometrie wird die Sonneneinstrahlung reduziert, woraus sich ein verminderter Energieaufwand für Kühlung und Belüftung ergibt.

Das Fraunhofer IPT ist im Projekt »PoLaRoll« für die Prozessentwicklung der Laserstrukturierung sowie für die Mess- und Systemtechnik zuständig. Von den...

Im Focus: Das Auto lernt vorauszudenken

Ein neues Christian Doppler Labor an der TU Wien beschäftigt sich mit der Regelung und Überwachung von Antriebssystemen – mit Unterstützung des Wissenschaftsministeriums und von AVL List.

Wer ein Auto fährt, trifft ständig Entscheidungen: Man gibt Gas, bremst und dreht am Lenkrad. Doch zusätzlich muss auch das Fahrzeug selbst ununterbrochen...

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Plants are networkers

19.06.2017 | Event News

Digital Survival Training for Executives

13.06.2017 | Event News

Global Learning Council Summit 2017

13.06.2017 | Event News

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

EUROSTARS-Projekt gestartet - mHealth-Lösung: time4you Forschungs- und Entwicklungspartner bei IMPACHS

28.06.2017 | Unternehmensmeldung

Proteine entdecken, zählen, katalogisieren

28.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Scheinwerfer-Dimension: Volladaptive Lichtverteilung in Echtzeit

28.06.2017 | Automotive