Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Solarenergie: Rost erlaubt Wasserstoffgewinnung

13.11.2012
EPFL-Entwicklung soll durch günstige Herstellung punkten

Forscher an der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) setzen auf Eisenoxid, gemeinhin als Rost bekannt, um möglichst kostengünstig mittels Sonnenlicht Wasserstoff zu gewinnen und so Solarenergie zwischenzuspeichern.


Rostrote Tandem-Zelle: billig zu Wasserstoff (Foto: EPFL/Alain Herzog)

Sie haben dazu eine sogenannte photoelektrochemische Tandem-Solarzelle entwickelt, die vergleichsweise teure Halbleitermaterialien durch Metalloxide wie eben Rost ersetzt. Der in Nature Photonics vorgestellte Prototyp kann zwar nur 3,1 Prozent des einfallenden Lichts verwerten, doch stellt er nur einen ersten Schritt dar.

"Das System, mit dem wir uns beschäftigen, kann potenziell 16 Prozent Effizienz erreichen", betont Kevin Sivula, Leiter des Laboratory for Molecular Engineering of Optoelectronic Material an der EPFL http://limno.epfl.ch , gegenüber pressetext. Gepaart mit den vergleichsweise geringen Fertigungskosten soll das die Rost-basierte Lösung zu einem nützlichen System zur Wasserstoffgewinnung machen und damit eine effizientere Solarenergienutzung ermöglichen.

Bekanntes Prinzip, neues Material

Die Neuentwicklung kombiniert den Oxid-Halbleiter mit einer Farbstoffsolarzelle, um mittels Sonnenlicht direkt aus Wasser Sauer- und Wasserstoff freizusetzen. Dieses Prinzip geht auf den EPFL-Chemieprofessor Michael Grätzel zurück und wird seit Jahren international verfolgt. Sivula verweist darauf, dass ein US-Team bereits eine Tandem-Zelle mit 12,4 Prozent Effizienz entwickelt hat, die aber gleichzeitig ein bislang großes Problem mit dem Ansatz aufzeigt. "Mit deren Methode würde es 10.000 Dollar kosten, eine Fläche von zehn Quadratzentimetern herzustellen." Sivulas Team wollte eben diese Kosten deutlich drücken.

Eisenoxid ist dafür ein guter Kandidat, da das Material billig und relativ stabil ist. "Rost ist normalerweise kein guter Halbleiter", betont allerdings der Chemieingenieur. Deswegen kommt in der Neuentwicklung letztlich kein einfacher Rost zum Einsatz, sondern nanostrukturiertes Eisenoxid, dem andere relativ günstige Substanzen wie etwa Siliziumdioxid - im Prinzip Sand - beigemengt sind. Dadurch verbessern sich die Materialeigenschaften so weit, dass die Aufspaltung von Wasser in Sauer- und Wasserstoff mit dem Prototypen funktioniert.

Langfristiges Potenzial

Wirklich attraktiv machen den neuen Ansatz die geringen Kosten, aber noch ist die Effizienz der Neuentwicklung nicht wirklich praxistauglich. Doch die Forscher sind zuversichtlich. "Mit unserem günstigeren Konzept auf Basis von Eisenoxid hoffen wir, in einigen Jahren eine Effizienz von zehn Prozent zu erreichen, für weniger als 80 Dollar pro Quadratmeter", erklärt Sivula. Um das zu erreichen, soll unter anderem an möglichst einfachen Fertigungsmethoden gearbeitet werden. Langfristig solle die Effizienz dem Forscher zufolge sogar bei weiterhin geringen Kosten noch weiter zu steigern sein - letztlich eben auf rund 16 Prozent.

Thomas Pichler | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://www.epfl.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Hochschule Landshut forscht an Batterien der nächsten Generation
20.08.2019 | Hochschule Landshut

nachricht Neuartiger Ventiltrieb spart 20% Treibstoff
19.08.2019 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

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: Hamburger und Kieler Forschende beobachten spontanes Auftreten von Skyrmionen in atomar dünnen Kobaltfilmen

Seit ihrer experimentellen Entdeckung sind magnetische Skyrmionen – winzige magnetische Knoten – in den Fokus der Forschung gerückt. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Hamburg und Kiel konnten nun zeigen, dass sich einzelne magnetische Skyrmionen mit einem Durchmesser von nur wenigen Nanometern in magnetischen Metallfilmen auch ohne ein äußeres Magnetfeld stabilisieren lassen. Über ihre Entdeckung berichten sie in der Fachzeitschrift Nature Communications.

Die Existenz magnetischer Skyrmionen als teilchenartige Objekte ist bereits vor 30 Jahren von theoretischen Physikern vorhergesagt worden, konnte aber erst...

Im Focus: Hamburg and Kiel researchers observe spontaneous occurrence of skyrmions in atomically thin cobalt films

Since their experimental discovery, magnetic skyrmions - tiny magnetic knots - have moved into the focus of research. Scientists from Hamburg and Kiel have now been able to show that individual magnetic skyrmions with a diameter of only a few nanometres can be stabilised in magnetic metal films even without an external magnetic field. They report on their discovery in the journal Nature Communications.

The existence of magnetic skyrmions as particle-like objects was predicted 30 years ago by theoretical physicists, but could only be proven experimentally in...

Im Focus: Physicists create world's smallest engine

Theoretical physicists at Trinity College Dublin are among an international collaboration that has built the world's smallest engine - which, as a single calcium ion, is approximately ten billion times smaller than a car engine.

Work performed by Professor John Goold's QuSys group in Trinity's School of Physics describes the science behind this tiny motor.

Im Focus: Die verschränkte Zeit der Quantengravitation

Die Theorien der Quantenmechanik und der Gravitation sind dafür bekannt, trotz der Bemühungen unzähliger PhysikerInnen in den letzten 50 Jahren, miteinander inkompatibel zu sein. Vor kurzem ist es jedoch einem internationalen Forschungsteam von PhysikerInnen der Universität Wien, der Österreichischen Akademie der Wissenschaften sowie der Universität Queensland (AUS) und dem Stevens Institute of Technology (USA) gelungen, wichtige Bestandteile der beiden Theorien, die den Verlauf der Zeit beschreiben, zu verbinden. Sie fanden heraus, dass die zeitliche Abfolge von Ereignissen echte Quanteneigenschaften aufweisen kann.

Der allgemeinen Relativitätstheorie zufolge verlangsamt die Anwesenheit eines schweren Körpers die Zeit. Das bedeutet, dass eine Uhr in der Nähe eines schweren...

Im Focus: Quantencomputer sollen tragbar werden

Infineon Austria forscht gemeinsam mit der Universität Innsbruck, der ETH Zürich und Interactive Fully Electrical Vehicles SRL an konkreten Fragestellungen zum kommerziellen Einsatz von Quantencomputern. Mit neuen Innovationen im Design und in der Fertigung wollen die Partner aus Hochschulen und Industrie leistbare Bauelemente für Quantencomputer entwickeln.

Ionenfallen haben sich als sehr erfolgreiche Technologie für die Kontrolle und Manipulation von Quantenteilchen erwiesen. Sie bilden heute das Herzstück der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

GAIN 2019: Das größte Netzwerktreffen deutscher Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler startet in den USA

22.08.2019 | Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz auf der MS Wissenschaft

22.08.2019 | Veranstaltungen

Informatik-Tagung vom 26. bis 30. August 2019 in Aachen

21.08.2019 | Veranstaltungen

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

5G macht die Produktion smarter

23.08.2019 | Informationstechnologie

Wärmekraftmaschinen in der Mikrowelt

23.08.2019 | Physik Astronomie

Auf dem Prüfstand: Automatisierte Induktionsthermographie zur Oberflächenrissprüfung von Schmiedeteilen

23.08.2019 | Maschinenbau

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