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 »ILIGHTS«-Studie gestartet: Licht soll Wohlbefinden von Schichtarbeitern verbessern
18.10.2017 | Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

nachricht Intelligentes Lademanagement entwickelt – Forschungsprojekt ePlanB abgeschlossen
18.10.2017 | Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.V.

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: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

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...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Aufräumen? Nicht ohne Helfer

19.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Biotinte für den Druck gewebeähnlicher Strukturen

19.10.2017 | Materialwissenschaften

Forscher studieren molekulare Konversion auf einer Zeitskala von wenigen Femtosekunden

19.10.2017 | Physik Astronomie