{"id":98999,"date":"2024-04-20T09:17:51","date_gmt":"2024-04-20T07:17:51","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=98999"},"modified":"2024-04-20T09:17:52","modified_gmt":"2024-04-20T07:17:52","slug":"photovoltaik-modul-als-solarstromlieferant-und-energiespeicher","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/photovoltaik-modul-als-solarstromlieferant-und-energiespeicher\/","title":{"rendered":"Photovoltaik-Modul als Solarstromlieferant und Energiespeicher"},"content":{"rendered":"\n
Bislang erfolgt die Erzeugung und Speicherung elektrischen Stroms aus Sonnenenergie in verschiedenenen Ger\u00e4ten, was mit Wandlungsverlusten verbunden ist. Das k\u00f6nnte sich bald \u00e4ndern: Chemiker der Friedrich-Alexander-Universit\u00e4t Erlangen-N\u00fcrnberg (FAU) sowie anderer Forschungseinrichtungen in Deutschland, Australien, Gro\u00dfbritannien, Italien, Schweden und den USA untersuchen ein Kohlenwasserstoff-Molek\u00fcl, das Sonnenlicht wahlweise in elektrischen Strom umwandeln oder die Energie \u00fcber lange Zeit in chemischer Form speichern kann. Auf dieser Basis k\u00f6nnten v\u00f6llig neue organische Solarmodule entwickelt werden. Die Grundlagen zur Umwandlung und Speicherung durch das Molek\u00fcl wurden im renommierten Fachjournal \u201eNature Chemistry\u201c ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n\n\n\n
Sonnenenergie ist und bleibt einer der gro\u00dfen Hoffnungstr\u00e4ger der Energiewende. Weil Sonnenlicht jedoch eine hoch volatile Energiequelle ist, muss die Frage der effizienten Speicherung gel\u00f6st werden. \u201eBislang leiten wir den Strom, den wir nicht unmittelbar verbrauchen, aus dem Solarmodul in eine Batterie, aus der er bei Bedarf entnommen wird\u201c, sagt Prof. Dr. Julien Bachmann, Inhaber des Lehrstuhls f\u00fcr Chemistry of thin film materials (CTFM) an der FAU. \u201eDurch den mehrfachen Wechsel zwischen chemischer und elektrischer Energie gehen bei der Batteriespeicherung mindestens 30 Prozent der urspr\u00fcnglich umgewandelten Energie verloren.\u201c<\/p>\n\n\n\n
Gemeinsam mit Michael Bosch, Promotionsstudent am Lehrstuhl CTFM, will Bachmann einem bekannten Material eine neue Eigenschaft entlocken, n\u00e4mlich das Sonnenlicht je nach Bedarf entweder in elektrische Energie umzuwandeln oder selbst zu speichern. Dabei handelt es sich um Norbornadien, ein sogenanntes Kohlenwasserstoff-Isomer, das aus zwei Molek\u00fclringen besteht. Wird Norbornadien mit ultraviolettem Licht bestrahlt, wandelt es sich durch partielle Neuordung der Atombindungen in das \u00e4hnlich aufgebaute, aber energiereichere Quadricyclan um. \u201eDie Umwandlung selbst ist bekannt, bislang konzentrierte die Forschung sich jedoch auf die R\u00fcckgewinnung der gespeicherten Energie in Form von W\u00e4rme\u201c, erkl\u00e4rt Bachmann. \u201eNeu ist, dass wir den Prozess so kontrollieren wollen, dass die gespeicherte Energie nun auch als elektrischer Strom abrufbar ist, und das sogar noch Monate sp\u00e4ter.\u201c<\/p>\n\n\n\n
Noch sind die physikalisch-chemischen Grundlagen f\u00fcr die \u00dcberg\u00e4nge zwischen den Isomeren nicht vollst\u00e4ndig verstanden. Um das zu \u00e4ndern, beobachteten Forschende aus Australien, Gro\u00dfbritannien, Italien, Schweden und den USA zusammen mit den FAU-Kollegen die Elektronenzust\u00e4nde zeitaufgel\u00f6st mit der Photoelektronenspektroskopie. Bachmann: \u201eJe mehr wir \u00fcber die Dynamik von foto- und elektrochemisch ausgel\u00f6sten Transformationen wissen, umso besser k\u00f6nnen wir das Molek\u00fcldesign auf die gew\u00fcnschten Funktionen ausrichten.\u201c Ziel der k\u00fcnftigen Forschung ist es etwa, nicht nur ultraviolette Strahlung, sondern ein breites Spektrum des Sonnenlichts f\u00fcr die Elektronenanregung zu nutzen. \u201eDas Potenzial ist gro\u00df\u201c, erkl\u00e4rt Julien Bachmann. \u201eDie reine Energiedichte des Norbornadien-Quadricyclan-Systems ist mit der einer Lithium-Ionen-Batterie vergleichbar.\u201c<\/p>\n\n\n\n
Sollte es gelingen, die reversible Norbornadien-Quadricyclan-Umwandlung zuverl\u00e4ssig zu kontrollieren, st\u00fcnde nicht nur ein effizientes Solarmodul zu Verf\u00fcgung, das zugleich Stromspeicher ist. Das organische, auf Kohlenwasserstoffen basierende Material w\u00e4re dar\u00fcber hinaus kosteng\u00fcnstig zu produzieren, k\u00e4me ohne seltene Metalle aus und lie\u00dfe sich am Ende des Produktlebens einfach und umweltgerecht entsorgen oder recyceln.<\/p>\n\n\n\n