{"id":82604,"date":"2022-05-31T09:16:20","date_gmt":"2022-05-31T07:16:20","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=82604"},"modified":"2022-05-31T09:16:21","modified_gmt":"2022-05-31T07:16:21","slug":"gruener-wasserstoff-nach-dem-vorbild-der-natur","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/gruener-wasserstoff-nach-dem-vorbild-der-natur\/","title":{"rendered":"Gr\u00fcner Wasserstoff nach dem Vorbild der Natur"},"content":{"rendered":"\n

Das Sonnenlicht als Quelle f\u00fcr die klimafreundliche Energieversorgung nutzen: Lange vor gro\u00dfen Initiativen wie dem europ\u00e4ischen \u201eGreen Deal\u201c oder der \u201enationalen Wasserstoffstrategie\u201c hat der Transregio-Sonderforschungsbereich (SFB) CataLight <\/a>mit der Entwicklung chemischer Solarenergiewandler begonnen. <\/p>\n\n\n\n

Das wichtigste Vorbild des Konsortiums von den Universit\u00e4ten Ulm und Jena ist die nat\u00fcrliche Photosynthese. Nach vier erfolgreichen Jahren auf dem Weg zur dezentralen Erzeugung von gr\u00fcnem Wasserstoff wurde nun die Weiterfinanzierung des Transregio-SFBs beschlossen. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) f\u00f6rdert den SFB\/Transregio 234 \u201eLichtgetriebene molekulare Katalysatoren in hierarchisch strukturierten Materialien \u2013 Synthese und mechanistische Studien\u201c bis 2026 mit mehr als 12 Millionen Euro.<\/p>\n\n\n\n

\"uni-ulm.de
\u00a9 uni-ulm.de | CataLight | Elvira Eberhardt | Katalysel\u00f6sungen mit lumineszierendem Ruthenium-Farbstoff, die im \u201eAzula\u201c-Reaktor mit sichtbarem Licht bestrahlt werden. Vorbild ist die Photosynthese der Pflanzen.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Gro\u00dfer Erfolg f\u00fcr die Universit\u00e4ten Jena<\/a> und Ulm: In den kommenden vier Jahren werden interdisziplin\u00e4r Forschende im Transregio-SFB CataLight die lichtgetriebene Wasserspaltung weiter vorantreiben. Ein Schl\u00fcssel ist die Optimierung von Katalysematerialien und -methoden. Fr\u00fchere Systeme zur Umwandlung von Sonnenlicht in chemische Energie waren n\u00e4mlich relativ instabil: Durch die Einbettung der lichtgetriebenen Katalysatormolek\u00fcle in weiche Materie ist es dem Konsortium aus Chemie, Physik und Materialwissenschaften in der ersten F\u00f6rderphase gelungen, diesen Prozess zu stabilisieren und zu steuern.
Als Hauptziel des nun verl\u00e4ngerten Sonderforschungsbereichs sollen Grundlagen f\u00fcr die effiziente Erzeugung von CO2<\/sub>-neutralem Wasserstoff auf dezentraler Basis geschaffen werden. Die Anwendungsm\u00f6glichkeiten sind vielf\u00e4ltig und reichen von der mobilen, solarbetriebenen Wasserstofftankstelle bis zur klimafreundlichen Strom- und W\u00e4rmeversorgung von Wohnh\u00e4usern.<\/p>\n\n\n\n

Erste F\u00f6rderphase: Wasserstoffproduktion bei Dunkelheit und Reparaturmechanismen<\/h5>\n\n\n\n

In der ersten F\u00f6rderphase haben die SFB-Forschenden wichtige Schritte auf dem Weg zur umweltfreundlichen Herstellung von solaren Brennstoffen gemacht. \u201eDie Forschungsgruppen an den Universit\u00e4ten Ulm und Jena erg\u00e4nzen sich perfekt. Gemeinsam haben wir molekulare Bausteine f\u00fcr die Solarenergiewandlung entwickelt, gepr\u00fcft und verkn\u00fcpft. Dabei konnten wir grundlegende Erkenntnisse zum Aufbau von lichtgetriebenen Katalysatoren gewinnen, um eine hocheffiziente Energiewandlung durchzuf\u00fchren\u201c, erkl\u00e4rt SFB-Sprecher Professor Sven Rau, Leiter des Instituts f\u00fcr Anorganische Chemie I<\/a> an der Universit\u00e4t Ulm.<\/p>\n\n\n\n

Konkrete Erfolge der ersten F\u00f6rderperiode reichen von der Entwicklung eines kompakten Einzelmolek\u00fclkatalysators, der dank Lichtenergiespeicherung solaren Brennstoff bei Dunkelheit produzieren kann, bis zu einem molekularen Reparaturmechanismus f\u00fcr Photokatalysatoren. In Anlehnung an die nat\u00fcrliche Photosynthese kann die lichtgetriebene Wasserstoffbildung viele Male mit demselben Molek\u00fcl erfolgen, was das System deutlich langlebiger macht. Bei der Begutachtung durch die DFG\u00a0 besonders positiv hervorgehoben wurde zudem das Schulprojekt von CataLight: Die Forschenden haben Unterrichtsmaterialien zum Thema k\u00fcnstliche Photosynthese konzipiert und f\u00fcr den Chemieunterricht in Gymnasien bereitgestellt.<\/p>\n\n\n\n

N\u00e4chstes Ziel: Weg von seltenen Materialien<\/h5>\n\n\n\n

In der zweiten F\u00f6rderphase ab Juli 2022 sollen die Solarenergiewandler nachhaltiger gestaltet werden: Derzeit finden sich noch seltene Materialien wie Ruthenium, Platin oder Rhodium in den Katalysatoren oder Photozentren. Diese \u00f6kologisch bedenklichen Komponenten sollen durch leichter verf\u00fcgbare Alternativen ersetzt werden. Organische Farbstoffe, wie sie in Jena erforscht werden, k\u00f6nnten das Problem l\u00f6sen. Ihre Instabilit\u00e4t l\u00e4sst sich wom\u00f6glich durch die im SFB entwickelten Reparaturmechanismen in den Griff bekommen. \u201eAu\u00dferdem werden wir in der zweiten F\u00f6rderphase die Materialverkn\u00fcpfung in den Solarenergiewandlern optimieren. Ziel ist ein lichtgetriebener Prozess mit gekoppelter Oxidation und Reduktion. Dazu kommt die Weiterentwicklung physikochemischer Analysemethoden\u201c, erkl\u00e4rt Professor Benjamin Dietzek-Ivan\u0161i\u0107 von der Universit\u00e4t Jena, der in der zweiten F\u00f6rderphase das Sprecheramt \u00fcbernimmt. Das Fernziel des Transregio-Sonderforschungsbereichs lautet: Die Herstellung k\u00fcnstlicher Chloroplasten nach dem Vorbild der Natur. Diese pflanzlichen Zell-Bestandteile sind f\u00fcr die Photosynthese zust\u00e4ndig.<\/p>\n\n\n\n

Neue Partnerschaften st\u00e4rken den Transregio-SFB<\/h5>\n\n\n\n

Neben den federf\u00fchrenden Universit\u00e4ten Jena und Ulm tragen die Universit\u00e4t Wien sowie das Max-Planck-Institut f\u00fcr Polymerforschung in Mainz und das Leibniz-Institut f\u00fcr Photonische Technologien e.V. zum Sonderforschungsbereich bei. In Zukunft wird das Konsortium um weitere starke Partner erweitert: Geplant ist eine\u00a0 Kooperation mit dem Zentrum f\u00fcr Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung<\/a> (ZSW) in der Ulmer Wissenschaftsstadt. SFB-Mitglied Professor Carsten Streb ist an die Universit\u00e4t Mainz gewechselt und wird seine Forschungsarbeit f\u00fcr CataLight von dort aus fortf\u00fchren. Dazu kommen Forschende aus den USA als Mercator Fellows. Zudem ist der SFB Gr\u00fcndungsmitglied des Netzwerks CataLysis<\/a>, in dem sich DFG-gef\u00f6rderte Forschungsinitiativen rund um die Katalyse zusammengeschlossen haben.
Diese Vorarbeiten und neuen Partnerschaften ebnen den Weg f\u00fcr eine erfolgreiche zweite F\u00f6rderphase und leisten einen wissenschaftlichen Beitrag zur Bew\u00e4ltigung der Energiewende.<\/p>\n\n\n

Quelle<\/h5>\r\n\n\n\n

Universit\u00e4t Ulm 2022<\/a><\/p>\n

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