{"id":104527,"date":"2022-02-15T07:12:00","date_gmt":"2022-02-15T06:12:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=104527"},"modified":"2022-02-14T12:25:23","modified_gmt":"2022-02-14T11:25:23","slug":"gruner-wasserstoff-auf-knopfdruck-einzelmolekulkatalysator-produziert-solaren-brennstoff-auch-bei-dunkelheit","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/gruner-wasserstoff-auf-knopfdruck-einzelmolekulkatalysator-produziert-solaren-brennstoff-auch-bei-dunkelheit\/","title":{"rendered":"Gr\u00fcner Wasserstoff auf Knopfdruck: Einzelmolek\u00fclkatalysator produziert solaren Brennstoff auch bei Dunkelheit"},"content":{"rendered":"\n\n\n
\"Bestrahlungsapparatur
Bestrahlungsapparatur im Institut f\u00fcr Anorganische Chemie I: Hier wurden Messungen f\u00fcr die aktuelle Publikation durchgef\u00fchrt (Foto: Heiko Grandel) \u00a9 Universit\u00e4t Ulm <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Zuk\u00fcnftige Anwendungsbereiche dieser photochemischen Einheit reichen von der bedarfsgerechten W\u00e4rmeerzeugung bis zur Versorgung wasserstoffbetriebener Fahrzeuge \u201eon demand\u201c. Die Forschenden der Universit\u00e4ten Ulm und Jena stellen ihr System, das auf einem einzigen Molek\u00fcl beruht, im Fachjournal \u201eNature Chemistry\u201c<\/a> vor.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Wasserstoff (H2<\/sub>) soll eine Schl\u00fcsselrolle bei der Energiewende spielen \u2013 so will es die 2020 auf den Weg gebrachte nationale Wasserstoffstrategie. Um jedoch einen signifikanten Beitrag auf dem Weg zur Klimaneutralit\u00e4t zu leisten, muss dieser Energietr\u00e4ger \u201egr\u00fcn\u201c sein \u2013 also ausschlie\u00dflich mit erneuerbaren Energien hergestellt. Doch wie l\u00e4sst sich zum Beispiel solarer Wasserstoff je nach Bedarf abends oder im Winter produzieren? Ulmer Chemikerinnen und Chemiker k\u00f6nnten eine Antwort gefunden zu haben: Erstmals ist es ihnen mit einem molekularen photochemischen System gelungen, die sonnenlichtgetriebene Wasserstoffherstellung vom Tagesverlauf zu entkoppeln. Das neue System macht sogar die Lichtenergie-Speicherung m\u00f6glich, so dass die Wasserstoffproduktion nachfrageorientiert und auch bei Dunkelheit starten kann.<\/p>\n\n\n\n

Einzelmolek\u00fcl kann Sonnenlicht aufnehmen, Energie speichern und Wasserstoff produziere<\/strong>n<\/h3>\n\n\n\n

Fr\u00fchere Modelle zur Wasserstoffherstellung beruhten oftmals auf der Kopplung mehrerer Komponenten wie Photovoltaik-Zellen, Batterien und Elektrolyseuren. Dabei summieren sich die Energieverluste jedoch bei jedem Schritt; die Wasserstoffproduktion ist wenig effizient. Im Gegensatz dazu basiert die Ulmer Alternative auf einem einzigen Molek\u00fcl, das Sonnenlicht aufnehmen, Energie speichern und Wasserstoff herstellen kann. In dieser kompakten Einheit wird also die r\u00e4umliche und zeitliche Trennung dieser Schritte m\u00f6glich. \u201eLichteinstrahlung f\u00fchrt in unserem Molek\u00fcl zur Ladungs-Trennung und Elektronen-Speicherung \u2013 im Ergebnis entsteht ein fl\u00fcssiger, leicht speicherbarer Treibstoff. Die bedarfsgerechte Erzeugung des gasf\u00f6rmigen Wasserstoffs wird durch die Zugabe einer Protonen-Quelle erreicht\u201c, erkl\u00e4rt Professor Carsten Streb vom Institut f\u00fcr Anorganische Chemie I<\/a> der Universit\u00e4t Ulm.

Die Forschenden haben die Leistungsf\u00e4higkeit ihres Systems mit verschiedensten Analysemethoden \u00fcberpr\u00fcft (u.a. Katalysetests und Photophysikalische Studien). Im Ergebnis zeigt die molekulare Einheit eine exzellente chemische und photochemische Stabilit\u00e4t. \u201eDer modulare Aufbau des Systems erm\u00f6glicht chemische Ver\u00e4nderungen und eine Optimierung des Gesamtsystems\u201c, erkl\u00e4rt Erstautor Dr. Sebastian Amthor, der an der Universit\u00e4t Ulm promoviert hat und nun in Spanien forscht. In Zukunft soll das Modell hochskaliert werden und somit als \u201eBlaupause\u201c f\u00fcr dezentrale Energiespeicher dienen. Anwendungsm\u00f6glichkeiten reichen von der klimafreundlichen Strom- und W\u00e4rmeerzeugung bis zu mobilen, solarbetriebenen H2<\/sub>-Tankstellen f\u00fcr LKW und Busse.<\/p>\n\n\n\n

Entwicklung im Transregio-Sonderforschungsbereich CataLight<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
\"Fotos
Seniorautoren der nun ver\u00f6ffentlichten Publikation: Prof. Sven Rau und Prof. Carsten Streb (Fotos: Eberhardt) \u00a9 Universit\u00e4t Ulm<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Entwickelt wurde das photochemische System im Zuge des Transregio-Sonderforschungsbereichs TRR 234 <\/a>CataLight. In dem mit 10 Millionen Euro gef\u00f6rderten Verbundprojekt nehmen sich Forschende der Universit\u00e4ten Ulm und Jena die Photosynthese zum Vorbild und entwickeln neue Materialien f\u00fcr die Energiewandlung \u2013 ein Beispiel sind k\u00fcnstliche Chloroplasten f\u00fcr die Wasserstoffherstellung.
F\u00fcr die aktuelle Publikation wichtige Strukturanalysen und optisch-spektroskopische Arbeiten, die die Antwort des Katalysators auf Licht beschreiben, wurden am Zentrum f\u00fcr Energie und Umweltchemie (CEEC Jena) der Universit\u00e4t Jena durchgef\u00fchrt. Dabei kam unter anderem ein Hightech-Ger\u00e4t zur hochaufl\u00f6senden Massenspektrometrie zum Einsatz, das durch EU-Mittel im Rahmen der regionalen Innovationsstrategie des Freistaates Th\u00fcringen angeschafft wurde. \u201eErst mit diesem Ger\u00e4t war es m\u00f6glich, die Strukturen der neuen molekularen Katalysatoren im Detail zu bestimmen\u201c, betonen die Jenaer Wissenschaftler Professor Ulrich S. Schubert und Professor Benjamin Dietzek-Ivan\u0161i\u0107.<\/p>\n\n\n\n

Der Sonderforschungsbereich TRR 234<\/strong> Lichtgetriebene molekulare Katalysatoren in hierarchisch strukturierten Materialien: Synthese und mechanistische Studien (CataLight) wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanziert.<\/p>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

Publikation
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Sebastian Amthor, Sebastian Knoll, Magdalena Heiland, Linda Zedler, Chunyu Li, Djawed Nauroozi, Willi Tobaschus, Alexander K. Mengele, Montaha Anjass, Ulrich S. Schubert, Benjamin Dietzek, Sven Rau, and Carsten Streb: A single molecule capable of decoupling light- and dark reactions for on-demand solar hydrogen production. Nature Chemistry. DOI: 10.1038\/s41557-021-00850-8<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Zuk\u00fcnftige Anwendungsbereiche dieser photochemischen Einheit reichen von der bedarfsgerechten W\u00e4rmeerzeugung bis zur Versorgung wasserstoffbetriebener Fahrzeuge \u201eon demand\u201c. Die Forschenden der Universit\u00e4ten Ulm und Jena stellen ihr System, das auf einem einzigen Molek\u00fcl beruht, im Fachjournal \u201eNature Chemistry\u201c vor. Wasserstoff (H2) soll eine Schl\u00fcsselrolle bei der Energiewende spielen \u2013 so will es die 2020 auf den Weg gebrachte […]<\/p>\n","protected":false},"author":105,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"none","nova_meta_subtitle":"Ulmer Forschende pr\u00e4sentieren neuen L\u00f6sungsansatz f\u00fcr eine der gr\u00f6\u00dften Herausforderungen der solaren Energiewandlung: Ihnen ist es gelungen, ein System zu entwickeln, das die lichtgetriebene Herstellung von Wasserstoff zu jeder Tages- und Jahreszeit erm\u00f6glicht","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[10608,13060,10408,12436,13255],"supplier":[6678,7220],"class_list":["post-104527","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","tag-biooekonomie","tag-brennstoff","tag-greenchemistry","tag-treibstoff","tag-wasserstoff","supplier-nature-chemistry","supplier-universitat-ulm"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/104527","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/105"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=104527"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/104527\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=104527"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=104527"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=104527"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=104527"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}