{"id":66501,"date":"2020-12-25T02:24:00","date_gmt":"2020-12-25T01:24:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=66501"},"modified":"2020-12-24T08:24:35","modified_gmt":"2020-12-24T07:24:35","slug":"wasserstoffherstellung-mit-licht","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/wasserstoffherstellung-mit-licht\/","title":{"rendered":"Wasserstoffherstellung mit Licht"},"content":{"rendered":"\n

Die Gewinnung von molekularem Wasserstoff als alternativer, erneuerbarer und sauberer Energietr\u00e4ger ausgehend von Wasser und Licht ist ein zentrales Element der solaren Energieumwandlung und -speicherung.<\/p>\n\n\n\n

Ein Team des Sonderforschungsbereichs \u201eCataLight\u201c der Universit\u00e4ten Jena und Ulm hat neuartige organische Farbstoffe mit edelmetallfreien Katalysatormolek\u00fclen kombiniert, die unter Lichtbestrahlung in Wasser gasf\u00f6rmigen Wasserstoff freisetzen. In der am 22.12.2020 auf der Internetseite der Friedrich-Schiller-Universit\u00e4t Jena<\/a> und in Chemistry Europe<\/em><\/a> ver\u00f6ffentlichten Untersuchung hei\u00dft es, das Substitut habe einen bemerkenswerten Einfluss in Bezug auf Langlebigkeit und Wirkung nach der Anregung durch sichtbares Licht gezeigt.<\/p>\n\n\n\n

Photosynthese als Inspiration<\/h5>\n\n\n\n

Die Forscher der Friedrich-Schiller-Universit\u00e4t, des Leibniz-Instituts f\u00fcr Photonische Technologien (Leibniz-IPHT)<\/a> und der Universit\u00e4t Ulm<\/a> haben sich hierf\u00fcr von der Natur inspirieren lassen. Dort findet die effektivste Speicherung von Sonnenlicht in chemischen Bindungen in der Photosynthese statt. In den Chloroplasten sind die Lichtsammel- und Reaktionskomplexe in der Thylakoidmembran fest angeordnet. Eine solche Anordnung erreichen die Forscher der Arbeitsgruppe um Prof. Felix Schacher mithilfe von Polymeren, die sowohl mit hydrophilen als auch hydrophoben Stoffen interagieren. Diese geladenen Propfcopolymere werden k\u00fcnstlich hergestellt.<\/p>\n\n\n\n

Organische Farbstoffe, mehr als eine Alternative<\/h5>\n\n\n\n

W\u00e4hrend die meisten Ans\u00e4tze k\u00fcnstlicher Photosynthese auf Edelmetallkomplexe als lichtabsorbierende Materialien setzen, wird in der Arbeitsgruppe von Prof. Kalina Peneva<\/a> an metallfreien Farbstoffen gearbeitet. Die Jenaer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler setzen auf Rylen-Farbstoffe, die besonders stabil gegen\u00fcber Licht und chemischen Prozessen sind. Peneva: \u201eDie in der Forschung eingesetzten, lichtabsorbierenden Metallkomplexe enthalten oftmals Ruthenium oder Iridium. Diese Metalle machen am Massenanteil der Erdkruste allerdings weniger als 0,1 Millionstel Prozent aus und sind daher perspektivisch limitiert\u201c. Der Einsatz von photoaktiven Verbindungen auf organisch-chemischer Basis  sei deutlich nachhaltiger als die Verwendung von Schwermetallen.<\/p>\n\n\n\n

Spektroskopie \u2013 molekulare Lupe<\/h5>\n\n\n\n

Mit der Absorption von Licht allein entsteht allerdings noch kein Wasserstoff. Hierzu m\u00fcssen die Energieniveaus der Farbstoffe und Katalysatormolek\u00fcle nach der Absorption pr\u00e4zise zueinander passen. Um diese Energieniveaus zu ermitteln, bedienen sich die Forscher der Arbeitsgruppe um Prof. Benjamin Dietzek spektroskopischer Methoden, bei denen aus der Wechselwirkung von Materie mit definiertem Licht unter anderem R\u00fcckschl\u00fcsse auf die aufgenommene und im Molek\u00fcl verbliebene Energie gezogen werden k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

Interdisziplin\u00e4re Kooperationen l\u00f6sen Probleme der Zukunft<\/h5>\n\n\n\n

Neben der wissenschaftlichen Erkenntnis zeigt sich auch, dass die Probleme der Zukunft am effektivsten mit interdisziplin\u00e4rer Zusammenarbeit angegangen werden. Denn neben organischen Chemikern und Polymerforschern lieferten auch Physikochemiker des Leibniz-IPHT sowie anorganische Chemiker und Chemieingenieure der Universit\u00e4t Ulm wertvolle Beitr\u00e4ge und Erkenntnisse.<\/p>\n\n\n\n

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Quellen:<\/strong><\/p>\n\n\n\n