Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Energiequellen aus Sonnenlicht

18.02.2010
Uni Rostock startet das Projekt "Nano4Hydrogen"

Wasserstofferzeugung aus Sonnenenergie, das wäre ein bahnbrechender Beitrag zu einer künftigen Energiegewinnung, die ohne fossile Rohstoffe auskommt und die Atmosphäre nicht belastet.

Mit dem Projekt "Nanostrukturierte Materialien für die Wasserstofferzeugung" (Nano4Hydrogen) sind Rostocker Forscher dieser alternativen Energiegewinnung auf der Spur. Das Land Mecklenburg Vorpommern fördert das Forschungsvorhaben mit einer Million Euro. Das über drei Jahre laufende Projekt ergänzt das Vorhaben "Energie für die Zukunft - Photokatalytische Spaltung von Wasser zu Wasserstoff" (Light2Hydrogen) im Rahmen des Programms "Spitzenforschung und Innovation in den Neuen Ländern" der Bundesregierung.

Beteiligt an diesem Wissenschaftscluster sind Wissenschaftler der Universität Rostock aus den Instituten für Chemie und Physik und dem Rostocker Leibniz-Institut für Katalyse (Catalysis). Projektleiter ist Prof. Dr. Ralf Ludwig vom Institut für Chemie der Universität Rostock. An dem Projekt sind beteiligt: Prof. Dr. Matthias Beller (Catalysis), Prof. Dr. Oliver Kühn, Prof. Dr. Stefan Lochbrunner und Prof. Dr. Karl-Heinz Meiwes-Broer (alle Universität Rostock, Institut für Physik).

Unstrittig ist heute, dass die Zukunft in der verstärkten Erschließung und Nutzung erneuerbarer Energiequellen liegt. Dabei steht die Sonnenenergie im Zentrum. Mit Hilfe von Sonnenlicht und geeigneten Katalysatoren soll Wasser gespalten und der Energieträger Wasserstoff erzeugt werden, ohne weitere umweltschädliche Emissionen. Damit die so genannte photokatalytische Wasserspaltung nutzbar gemacht werden kann, müssen geeignete Katalysatoren entwickelt werden, die diese Reaktionen zum Wasserstoff deutlich beschleunigen. Nach Substanzen, die dieses vollbringen können, wird im Rostocker Projekt "Nano4Hydrogen" gesucht, genauer nach so genannten nanostrukturierten Materialien und Nanopartikeln. Diese Teilchen sind sehr klein und bestechen durch ihre Grenzflächeneigenschaften. Die Katalysatoren sollen so beschaffen sein, dass eine Bestrahlung mit Sonnenlicht ausreicht, um Wasser in die Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zu zerlegen. Aus dem Wasserstoff kann dann elektrische Energie erzeugt werden, ohne weitere Treibhausgase in die Atmosphäre zu emittieren.

"Bis dahin ist es noch ein weiter Weg. Bisher bekannte Katalysatoren liefern zu geringe Ausbeuten für eine technische Anwendung", erklärte Prof. Ralf Ludwig. Zunächst wollen die Rostocker Forscher nanostrukturierte Materialien herstellen und charakterisieren. Denn eine durchschlagende Effizienzsteigerung ist nur bei einer zielgerichteten Optimierung der komplizierten Reaktionsabläufe zu erwarten, wofür die auf der molekularen Ebene ablaufenden Prozesse bekannt sein müssen. "Für das Verständnis der Arbeitsweise der Katalysatoren müssen theoretische und spektroskopische Methoden weiterentwickelt werden. Ausgewählte Katalysatorsysteme werden dann Langzeittests unterzogen, um aktive und stabile Systeme zu identifizieren", so Ludwig.

Langfristiges Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung technisch nutzbarer Katalysatoren für die direkte photokatalytische Wasserstofferzeugung aus Wasser sowie anderer Modellsubstanzen. In gemeinsamen Aktivitäten der Physik, Chemie und Katalyse sollen effiziente Katalysator-Materialien hergestellt werde, die eine effiziente Wasserstoffproduktion erlauben. Für diese Optimierung müssen die Reaktionsmechanismen und deren elementaren Prozesse auf molekularer Ebene verstanden werden. "Nano4Hydrogen" konzentriert sich zunächst auf spezifische grundlagenorientierte Untersuchungen. Mittelfristig gibt es Potenzial für technische Verwertungen, wenn es gelingt, Wasserstoff wirtschaftlich und umweltfreundlich zu erzeugen und zu speichern. Auf beiden Gebieten wird derzeit intensiv geforscht.

In dem Projekt werden die in Rostock vorhandenen Kompetenzen zur Katalyse der Wasserstofferzeugung, der Modellierung von Wasser, der Physik von Nanoteilchen, der Wechselwirkung von Licht und Materie sowie der Photochemie in optimaler Weise gebündelt. "Ein Musterbeispiel interdisziplinärer Forschung", sagte Ralf Ludwig. Eingebunden ist das Forschungsvorhaben in das Department "Life, Light and Matter" der Interdisziplinären Fakultät der Universität Rostock, die damit weiteren Aufschwung erfährt. Die enge Anbindung und der intensive Austausch mit dem Schwesterprojekt "Light2Hydrogen", das anderen Katalysatorsystemen gewidmet ist, verleiht dem Forschungsthema Photokatalyse eine einmalige Basis und führt zu starken Synergien. Zugleich steht in Form des Rostocker Sonderforschungsbereiches 652 "Starke Korrelationen und kollektive Phänomene im Strahlungsfeld: Coulombsysteme, Cluster und Partikel" Expertenwissen zur Licht-Materie-Wechselwirkung zur Verfügung. Das "Nano4Hydrogen"-Projekt wird auch von den Laboren und Hochleistungsgeräten des Forschungsbaus "Komplexe molekulare Systeme" profitieren, der 2009 vom Wissenschaftsrat bewilligt wurde und bald auf dem Campus Südstadt der Universität für 20 Millionen Euro errichtet werden soll.

Kontakt:
Universität Rostock
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Chemie
Prof. Dr. Ralf Ludwig
Telefon: ++49 (0)381-498 6350
E-Mail: ralf.ludwig@uni-rostock.de

Ingrid Rieck | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-rostock.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht AgiloBat: Batteriezellen flexibel produzieren
17.02.2020 | Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

nachricht Innovative Power-to-Gas-Technologien für die Energiewende
11.02.2020 | Karlsruher Institut für Technologie

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: Transparente menschliche Organe ermöglichen dreidimensionale Kartierungen auf Zellebene

Erstmals gelang es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, intakte menschliche Organe durchsichtig zu machen. Mittels mikroskopischer Bildgebung konnten sie die zugrunde liegenden komplexen Strukturen der durchsichtigen Organe auf zellulärer Ebene sichtbar machen. Solche strukturellen Kartierungen von Organen bergen das Potenzial, künftig als Vorlage für 3D-Bioprinting-Technologien zum Einsatz zu kommen. Das wäre ein wichtiger Schritt, um in Zukunft künstliche Alternativen als Ersatz für benötigte Spenderorgane erzeugen zu können. Dies sind die Ergebnisse des Helmholtz Zentrums München, der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) und der Technischen Universität München (TUM).

In der biomedizinischen Forschung gilt „seeing is believing“. Die Entschlüsselung der strukturellen Komplexität menschlicher Organe war schon immer eine große...

Im Focus: Skyrmions like it hot: Spin structures are controllable even at high temperatures

Investigation of the temperature dependence of the skyrmion Hall effect reveals further insights into possible new data storage devices

The joint research project of Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) and the Massachusetts Institute of Technology (MIT) that had previously demonstrated...

Im Focus: Skyrmionen mögen es heiß – Spinstrukturen auch bei hohen Temperaturen steuerbar

Neue Spinstrukturen für zukünftige Magnetspeicher: Die Untersuchung der Temperaturabhängigkeit des Skyrmion-Hall-Effekts liefert weitere Einblicke in mögliche neue Datenspeichergeräte

Ein gemeinsames Forschungsprojekt der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und des Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat einen weiteren...

Im Focus: Making the internet more energy efficient through systemic optimization

Researchers at Chalmers University of Technology, Sweden, recently completed a 5-year research project looking at how to make fibre optic communications systems more energy efficient. Among their proposals are smart, error-correcting data chip circuits, which they refined to be 10 times less energy consumptive. The project has yielded several scientific articles, in publications including Nature Communications.

Streaming films and music, scrolling through social media, and using cloud-based storage services are everyday activities now.

Im Focus: Nanopartikel können Zellen verändern

Nanopartikel dringen leicht in Zellen ein. Wie sie sich dort verteilen und was sie bewirken, zeigen nun erstmals hochaufgelöste 3D-Mikroskopie-Aufnahmen an BESSY II. So reichern sich bestimmte Nanopartikel bevorzugt in bestimmten Organellen der Zelle an. Dadurch kann der Energieumsatz in der Zelle steigen. „Die Zelle sieht aus wie nach einem Marathonlauf, offensichtlich kostet es Energie, solche Nanopartikel aufzunehmen“, sagt Hauptautor James McNally.

Nanopartikel sind heute nicht nur in Kosmetikprodukten, sondern überall, in der Luft, im Wasser, im Boden und in der Nahrung. Weil sie so winzig sind, dringen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Chemnitzer Linux-Tage am 14. und 15. März 2020: „Mach es einfach!“

12.02.2020 | Veranstaltungen

4. Fachtagung Fahrzeugklimatisierung am 13.-14. Mai 2020 in Stuttgart

10.02.2020 | Veranstaltungen

Alternative Antriebskonzepte, technische Innovationen und Brandschutz im Schienenfahrzeugbau

07.02.2020 | Veranstaltungen

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

Flexibles Fügen und wandlungsfähige Prozessketten: der Schlüssel für effiziente Produktion

17.02.2020 | Interdisziplinäre Forschung

AgiloBat: Batteriezellen flexibel produzieren

17.02.2020 | Energie und Elektrotechnik

Nierenkrebs an der Wurzel packen

17.02.2020 | Biowissenschaften Chemie

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