University of Michigan<\/a> haben den Wirkungsgrad der k\u00fcnstlichen Fotosynthese zur Herstellung von Wasserstoff deutlich auf neun Prozent verbessert. Bisher wird gerade einmal ein Prozent erreicht. Das er\u00f6ffnet die M\u00f6glichkeit, gr\u00fcnen Wasserstoff billiger als bisher zu erzeugen.<\/p>\n\n\n\nNatur eingeschr\u00e4nkt Vorbild<\/h5>\n\n\n\n
Die Natur ist perfekt darin, Sonnenlicht als Energie zu nutzen, um CO2 und Wasser umzuwandeln, sodass sie Pflanzen Nutzen bringen. Sie produzieren daraus Biomasse und Glukose. Diesen Prozess versuchen Forscher in aller Welt nachzuahmen, wenn auch nicht in allen Details. An der Stelle, an der Wasserstoff entsteht, ein Bestandteil der Glukose, soll der Prozess abgebrochen werden. Das energiereiche Gas ist das Ziel der Begierde, weil es sich, anders als fossile Rohstoffe, emissionsfrei zur Produktion von Strom und W\u00e4rme nutzen l\u00e4sst und von der chemischen Industrie ben\u00f6tigt wird.<\/p>\n\n\n\n
Schl\u00fcsselelement ist ein Halbleiter, der verh\u00e4ltnism\u00e4\u00dfig hohe Temperaturen schadfrei \u00fcbersteht. Darauf f\u00e4llt auf das 160-Fache konzentriertes Sonnenlicht. Der in der Folge entstehende Solarstrom spaltet Wasser, das den Halbleiter bedeckt, in Wasser- und Sauerstoff auf, so wie es auch in einem Elektrolyseur geschieht. Die Erw\u00e4rmung des Halbleiters vergr\u00f6\u00dfert die Ausbeute an Wasserstoff zus\u00e4tzlich, weil sie die sogenannte Rekombination verhindert, die Neubildung von Wasser aus den Spaltprodukten.<\/p>\n\n\n\n
Indiumgalliumnitrid-Nanostrukturen<\/h5>\n\n\n\n
Entscheidend ist auch der Katalysator, der die Wasserspaltung beschleunigt, ohne selbst verbraucht zu werden. Er besteht aus Indiumgalliumnitrid-Nanostrukturen, die auf einer Siliziumfl\u00e4che gez\u00fcchtet werden. Dieser Halbleiterwafer f\u00e4ngt das Licht ein und wandelt es in einen elektrischen Strom um, der das Wasser aufspaltet. „Wir glauben, dass k\u00fcnstliche Fotosynthese viel effizienter sein wird als die nat\u00fcrliche. Das kann den Weg zur Klimaneutralit\u00e4t ebnen“, sagt Entwicklungsleiter Zetian Mi. Details wurden in „Nature“ publiziert.<\/p>\n\n\n\n