Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Energie aus Licht und Wasser

09.02.2010
Neue photokatalytische Elektrode für die saubere Wasserstoffproduktion aus Wasser

Mit Wasserstoff betriebene Brennstoffzellen und Solarenergie sind die Hoffnungsträger für eine umweltfreundlichere und ressourcenschonendere Energieversorgung von morgen.

Als besonders "sauber" gilt die Kombination von beidem: die Erzeugung von Wasserstoff durch Spaltung von Wasser mit Hilfe von Sonnenlicht. Bisherige Ansätze krankten allerdings an hohen Kosten und einer begrenzten Lebensdauer der katalytischen Systeme. Ein Team um Thomas Nann und Christopher J. Pickett von der University of East Anglia (Norwich, UK) stellt in der Zeitschrift Angewandte Chemie jetzt eine effizient arbeitende, robuste Photoelektrode vor, die nur aus gängigen, preiswerten Materialien aufgebaut ist.

Das neue System besteht aus einer Goldelektrode, die Schicht für Schicht mit Indiumphosphid (InP)-Nanopartikeln überzogen wird. Anschließend bringen die Forscher einen Eisen-Schwefel-Komplex [Fe2S2(CO)6] in die Schichtanordnung ein. In Wasser getaucht und unter Bestrahlung mit Licht und einer relativ geringen elektrischen Spannung produziert dieses photoelektokatalytische System Wasserstoff mit einer Effizienz von 60%. "Diese vergleichweise hohe Effizienz ist ein Durchbruch", sagt Nann.

Folgenden Mechanismus schlagen die Forscher für die Reaktion vor: Die einfallenden Lichtteilchen werden von den InP-Nanokristallen eingefangen und regen Elektronen im InP an. Im diesem angeregten Zustand können die Elektronen auf die Eisen-Schwefel-Komplexe übertragen werden. In einer katalytischen Reaktion geben die Eisen-Schwefel-Komplexe die Elektronen weiter an Wasserstoffionen (H+) des umgebenden Wassers, die dann als Wasserstoff (H2) frei werden. Die Goldelektrode sorgt indes für den nötigen Nachschub an Elektronen für die InP-Nanokristalle.

Anders als andere aktuelle Ansätze kommt das neue System ohne organische Moleküle aus, die in angeregte Zustände versetzt werden müssen und dabei nach und nach degradieren. Dieser Vorgang limitiert die Lebensdauer von Systemen mit organischen Komponenten. Das neue System ist rein anorganisch und daher wesentlich langlebiger. "Unser neu entwickeltes photokatalytisches Elektrodensystem ist robust, effizient, kostengünstig und frei von toxischen Schwermetallen", so Nann. "Es könnte eine vielversprechende Alternative für die industrielle Wasserstoffproduktion eröffnen."

Angewandte Chemie: Presseinfo 05/2010

Autor: Thomas Nann, University of East Anglia, Norwich (UK), http://www.uea.ac.uk/che/people/faculty/nannt

Angewandte Chemie, Permalink: http://dx.doi.org/10.1002/ange.200906262

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69495 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | GDCh
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de
http://www.uea.ac.uk/che/people/faculty/nannt
http://dx.doi.org/10.1002/ange.200906262

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Enzyme als Doppelagenten: Neuer Mechanismus bei der Proteinmodifikation entdeckt
07.07.2020 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

nachricht Wegweiser für die Wundheilung: Erstmals Kleeblattpeptid synthetisiert
07.07.2020 | Universität Wien

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 Methode führt zehnmal schneller zum Corona-Testergebnis

Forschende der Universität Bielefeld stellen beschleunigtes Verfahren vor

Einen Test auf SARS-CoV-2 durchzuführen und auszuwerten dauert aktuell mehr als zwei Stunden – und so kann ein Labor pro Tag nur eine sehr begrenzte Zahl von...

Im Focus: Robuste Materialien in Schwingung versetzt

Kieler Physikteam beobachtet in Echtzeit extrem schnelle elektronische Änderungen in besonderer Materialklasse

In der Physik werden sie zurzeit intensiv erforscht, in der Elektronik könnten sie ganz neue Funktionen ermöglichen: Sogenannte topologische Materialien...

Im Focus: Excitation of robust materials

Kiel physics team observed extremely fast electronic changes in real time in a special material class

In physics, they are currently the subject of intensive research; in electronics, they could enable completely new functions. So-called topological materials...

Im Focus: Neues Verständnis der Defektbildung an Silizium-Elektroden

Theoretisch lässt sich das Speichervermögen von handelsüblichen Lithiumionen-Batterien noch vervielfachen – mit einer Elektrode, die auf Silizium anstatt auf Graphit basiert. Doch in der Praxis machen solche Akkus mit Silizium-Anoden nach wenigen Lade-Entlade-Zyklen schlapp. Ein internationales Team um Forscher des Jülicher Instituts für Energie- und Klimaforschung hat jetzt in einzigartiger Detailgenauigkeit beobachtet, wie sich die Defekte in der Anode ausbilden. Dabei entdeckten sie bislang unbekannte strukturelle Inhomogenitäten in der Grenzschicht zwischen Anode und Elektrolyt. Die Erkenntnisse sind in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ erschienen.

Silizium-basierte Anoden können in Lithium-Ionen-Akkus prinzipiell neunmal so viel Ladung speichern wie der üblicherweise verwendete Graphit, bei gleichem...

Im Focus: Ein neuer Weg zur superschnellen Bewegung von Flussschläuchen in Supraleitern entdeckt

Ein internationales Team von Wissenschaftern aus Österreich, Deutschland und der Ukraine hat ein neues supraleitendes System gefunden, in dem sich magnetische Flussquanten mit Geschwindigkeiten von 10-15 km/s bewegen können. Dies erschließt Untersuchungen der reichen Physik nichtlinearer kollektiver Systeme und macht einen Nb-C-Supraleiter zu einem idealen Materialkandidaten für Einzelphotonen-Detektoren. Die Ergebnisse sind in Nature Communications veröffentlicht.

Supraleitung ist ein physikalisches Phänomen, das bei niedrigen Temperaturen in vielen Materialien auftritt und das sich durch einen verschwindenden...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Größte nationale Tagung für Nuklearmedizin

07.07.2020 | Veranstaltungen

Corona-Apps gegen COVID-19: Nationalakademie Leopoldina veranstaltet internationales virtuelles Podiumsgespräch

07.07.2020 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz QuApps zeigt Status Quo der Quantentechnologie

02.07.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Guido Bonati ist neuer Chief Technology Officer und Leiter Forschung & Entwicklung bei FISBA AG

08.07.2020 | Unternehmensmeldung

Social Learning in der Firma und virtuelle Seminarräume für Mitarbeiter

07.07.2020 | Seminare Workshops

„Maschinen-EKG“ soll Umwelt schonen

07.07.2020 | Maschinenbau

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics