Ein von der amerikanischen Regierung gef\u00f6rdertes Forschungsvorhaben ist einen wichtigen Schritt vorangekommen, ein neues Energiegewinnungsverfahren zu entwickeln. Dabei wird aus Sonnenlicht und Wasser Wasserstoff, der dann wiederum in Brennstoffzellen zur Stromerzeugung genutzt werden kann. Das Problem: Derzeit gibt es Streit ums Geld.<\/p>\n
Das Joint Center for Artificial Photosynthesis (JCAP) wurde im Jahr 2010 von der Obama-Regierung gegr\u00fcndet und vereint Forscher an verschiedenen US-Universit\u00e4ten. Geleitet wird das JCAP von einem Team am California Institute of Technology.<\/p>\n
Kerntechnik ist ein sogenannter Solar-Elektrolyseur, der mit Hilfe von Sonnenlicht und Katalysatoren Wasser ohne Umwege in Sauerstoff und Wasserstoff zerlegt. So l\u00e4sst sich Energie speichern, um auch in der Nacht Strom zu erzeugen. Die neueste Variante des Solar-Elektrolyseurs ist besonders lange haltbar.<\/p>\n
Das JCAP wurde als einer von mehreren “Innovation Hubs” des US-Energieministeriums gegr\u00fcndet. 122 Millionen Dollar sollten \u00fcber f\u00fcnf Jahre investiert werden. Nathan Lewis, Direktor des JCAP, hofft, dass die j\u00fcngsten Fortschritte in der Forschung dazu f\u00fchren, dass der US-Kongress die F\u00f6rderung verl\u00e4ngert. “Bei uns l\u00e4uft es gerade gut und wir hoffen, dass wir weitermachen k\u00f6nnen”, sagt er.<\/p>\n
Es ist schon seit l\u00e4ngerem m\u00f6glich, Wasserstoff mittels Sonnenenergie indirekt herzustellen. Dabei werden Solarzellen zum Betrieb eines konventionellen Elektrolyseurs verwendet. Billig ist das nicht: Eine Menge Wasserstoff, die dem \u00c4quivalent einer US-Gallone Benzin entspricht, kostet dabei 10 bis 20 Dollar. Ein Ger\u00e4t, mit dem das Sonnenlicht direkt verwendet werden k\u00f6nnte, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu zerlegen, w\u00e4re signifikant g\u00fcnstiger \u2013 zwischen 2 und 4 Dollar pro Benzin\u00e4quivalent. Die JCAP-Forscher nutzten zwei kommerziell bereits erprobte Techniken, um ihr Ger\u00e4t zu bauen: Elektrolyse und Silizium- respektive Cadmium-Tellurid-Solarzellen. Um die Kosten zu senken, kombinierten sie Elemente beider zu einer Einheit, was die Komplexit\u00e4t verringert und den Wirkungsgrad potenziell steigert.<\/p>\n
Elektrolyseure bestehen normalerweise aus zwei Elektroden, die mit Katalysatoren versehen sind, die die Energiemenge, die zum Spalten des Wassers notwendig ist, reduzieren. In ihrem neuen System brachten die Forscher auch Katalysatoren an die die Solarzellen an, was die Anzahl der vorhandenen Elektroden verdoppelte und die Bauteilmenge verringerte. Sie optimierten die Katalysatoren zudem f\u00fcr die Verwendung auf Solarzellen.<\/p>\n
Die alkalischen L\u00f6sungen, die in den meisten Elektrolyseuren verwendet werden, zerst\u00f6ren Solarzellen normalerweise in wenigen Sekunden, doch die Forscher fanden einen Typ von Nickeloxid, der sich als Katalysator eignet und die Solarzellen gleichzeitig sch\u00fctzt. Der Katalysator hilft dabei, Sauerstoffatome von den Wassermolek\u00fclen zu befreien und produziert Wasserstoffgas \u2013 angetrieben durch die Energie der Solarzellen. In Dauertests hielten die Solarzellen dabei \u00fcber 1.000 Stunden durch \u2013 zwar nicht genug f\u00fcr kommerzielle Anwendungen, doch ein gro\u00dfer Fortschritt.<\/p>\n
Ein weiteres Problem: Die zweite Hauptelektrode mit dem Wasserstoffkatalysator muss noch verbessert werden. Zwar gibt es hier bereits interessante Katalysematerialien, doch arbeiten diese normalerweise in sauren Umgebungen, nicht in alkalischen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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