Die Kraft des Sonnenlichts nutzbar machen

Nichts Geringeres als die Energieprobleme der Menschheit wären gelöst, wenn es gelänge, Wasserstoff aus Wasser effektiv mit Hilfe des Sonnenlichts zu erzeugen. Der Jenaer Diplom-Chemiker Christian Kuhnt möchte sein Scherflein zu diesem ehrgeizigen Ziel beitragen.

Dafür hat der 25-jährige Nachwuchswissenschaftler von der Friedrich-Schiller-Universität Jena jetzt ein Promotionsstipendium der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) errungen. Die Förderung durch die DBU versetzt ihn in die Lage, konzentriert seiner Forschungsarbeit nachzugehen, um seine Promotion erfolgreich abschließen zu können.

Kuhnts Thema lautet: „Untersuchung lichtgetriebener Photoreaktionen in artifiziellen Photorezeptoren mittels Ultrakurzzeitspektroskopie in Kombination mit hochmodernen theoretischen Methoden.“

„Ich untersuche Katalysatoren, die Wasserstoff produzieren können, wobei Licht als Energiequelle dient“, sagt Christian Kuhnt. Im Fokus seiner Arbeit steht das Übergangsmetall Rhutenium, im Periodensystem der Elemente auf Platz 44 zu finden. „Das Rhutenium ist dafür bestens geeignet, weil es vielfältig auf Licht reagiert“, sagt Kuhnt. Sein Hauptziel ist es, die Zusammenhänge zwischen der Struktur der Rhuteniumverbindung und deren Reaktivität zu erforschen. Dazu bedient sich Kuhnt einer der schnellsten Kameras der Welt, die aus einer Folge von ultrakurzen Lichtpulsen besteht. Denn die Zeitspannen, in denen sich die Elektronen nach Lichteinfall bewegen, sind ultrakurz. „Die wichtigsten Prozesse spielen sich in den ersten Femtosekunden bis zu Nanosekunden ab“, sagt Kuhnt. Das entspricht der Zeitspanne zwischen einem Milliardstel und einem Zehntausendstel eines Wimpernschlages.

Ein Großteil von Kuhnts Forschungen spielt sich am Computer ab. Der Rechner hilft, die komplizierten Ergebnisse der Laborarbeit auszuwerten. Zudem lassen sich am Computer viele Modelle durchrechnen, für die sonst aufwändige Experimente notwendig wären. Auf diesem Gebiet liegen die hochmodernen theoretischen Methoden, die wesentlicher Bestandteil der Doktorarbeit sind.

Christian Kuhnt ist in die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Jürgen Popp eingebunden. Betreut wird seine Doktorarbeit von Dr. Benjamin Dietzek, der als Habilitand in der Gruppe von Prof. Popp arbeitet. Eine enge Kooperation gibt es zudem mit PD Dr. Sven Rau vom Institut für Anorganische und Analytische Chemie der Uni Jena, dem es als weltweit erstem Wissenschaftler gelang, mit nur einem Katalysatormolekül 56 Moleküle Wasserstoff mittels Licht zu erzeugen.

Die 1990 gegründete Deutsche Bundesstiftung Umwelt vergibt seit 1991 jährlich 60 Stipendien, um Promotionen zu fördern. Zu den Voraussetzungen gehört, dass die Themen von hoher Aktualität sind und einen Beitrag leisten können, Probleme im Umwelt- und Naturschutz zu lösen. Gemeinsam mit Christian Kuhnt hatten sich zum jüngsten Termin 84 Nachwuchswissenschaftler um ein DBU-Stipendium beworben. Nach einem dreistufigen Auswahlverfahren konnten sich 25 der Kandidaten über ein Stipendium freuen. Nach Ansicht von Dr. Maximilian Hempel, der Kuhnt von Seiten der DBU betreut, kann die Arbeit des Jenaers dazu beitragen, preiswertere und effizientere Photokatalysatoren für die Anwendung in der Solarenergie zu fertigen.

Kontakt:
Dipl.-Chemiker Christian Kuhnt
Institut für Anorganische und Analytische Chemie der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Helmholtzweg 4, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 948328 oder 03641 / 206131
E-Mail: christian.kuhnt[at]uni-jena.de