{"id":39643,"date":"2017-01-10T07:26:37","date_gmt":"2017-01-10T06:26:37","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=39643"},"modified":"2016-12-30T15:20:44","modified_gmt":"2016-12-30T14:20:44","slug":"wasserstoff-aus-sonnenlicht-aber-im-dunkeln","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wasserstoff-aus-sonnenlicht-aber-im-dunkeln\/","title":{"rendered":"Wasserstoff aus Sonnenlicht \u2013 aber im Dunkeln"},"content":{"rendered":"<p><strong>Die Speicherung von Sonnenenergie und ihre bedarfsgerechte Freisetzung sind nach wie vor gro\u00dfe Herausforderungen f\u00fcr die k\u00fcnstliche Photosynthese. Preiswertes graphitisches Kohlenstoffnitrid gilt derzeit als eines der vielversprechendsten neuen photokatalytischen Materialien. Wissenschaftler haben jetzt eine modifizierte Form entwickelt, welche durch Licht erzeugte Elektronen speichern kann, bis sie in einer &#8220;Dunkelreaktion&#8221; f\u00fcr die Produktion von Wasserstoff verbraucht werden. \u00dcber diesen biomimetischen Photosyntheseansatz berichten sie in der Zeitschrift <a href=\"http:\/\/onlinelibrary.wiley.com\/doi\/10.1002\/ange.201608553\/abstract;jsessionid=3B5A497B0EA4AA1A85B37C9A1CF75B9A.f04t02\" target=\"_blank\">Angewandte Chemie<\/a>.<\/strong><\/p>\n<p>Die Natur teilt die Photosynthese auf in eine Licht-Reaktion, die Elektronen und &#8220;L\u00f6cher&#8221; durch Sonnenenergie erzeugt, und eine Dunkel-Reaktion, welche die Energiestoffe der Zelle generiert. Diese Stoffe transportieren und speichern die Energie. Indem dieser zweite, zeitverz\u00f6gerte Prozess unabh\u00e4ngig vom Sonnenlicht abl\u00e4uft, kann der Gesamtprozess den Tag-und-Nacht-Rhythmus ausgleichen. F\u00fcr menschengemachte Systeme stellt die Nacht dagegen eine l\u00e4stige Unterbrechung der lichtabh\u00e4ngigen Energieproduktion dar. Ein System, das den Bioprozess direkt nachahmt, m\u00fcsste die lichterzeugten Elektronen speichern k\u00f6nnen, um sie sp\u00e4ter unabh\u00e4ngig von der Prim\u00e4rlichtquelle freisetzen zu k\u00f6nnen.<\/p>\n<p>Solarzellen generieren die Elektronen entweder f\u00fcr den lokalen Verbrauch oder f\u00fcr die Einspeisung in das Stromnetz. Als Speichermedien f\u00fcr die elektrische Energie werden dagegen Batterien oder Kraftstoffe wie Wasserstoff oder Methan verwendet, die wiederum durch elektrochemische Reaktionen erzeugt wurden. Alternativ k\u00f6nnte man auch die nat\u00fcrliche Photosynthese effektiver nachahmen und nach einem Material suchen, das die photokatalytischen Elektronen gleich nach der Erzeugung speichern und nach Bedarf wieder abgeben kann. Bettina Lotsch vom Max-Planck-Institut f\u00fcr Festk\u00f6rperforschung in Stuttgart und Kollegen aus der Schweiz und Gro\u00dfbritannien entwickelten daf\u00fcr ein neuartiges Kohlenstoffnitrid-Polymer, dessen Vorstofe &#8220;Melon&#8221; f\u00fcr seine photokatalytischen und halbleitenden Eigenschaften bereits bekannt ist.<\/p>\n<p>Das modifizierte Kohlenstoffnitrid ist ein gelblicher Festk\u00f6rper, der durch Beleuchtung seine Farbe \u00e4ndert. &#8220;Die Farbe dieses Polymers schl\u00e4gt unter Einstrahlung von Licht und in der Gegenwart von bestimmten Elektronendonoren in Sauerstoff-freier Umgebung von gelb nach blau um&#8221;, berichten die Wissenschaftler. Dieses &#8220;blaue Radikal&#8221; enth\u00e4lt die eingefangenen Elektronen. Wird das Licht ausgeschaltet und f\u00fcr die Wasserstoffentwicklung ein entsprechender Cokatalysator zugegeben, so wird das Polymer wieder gelb. Die gespeicherten Elektronen werden dabei f\u00fcr die katalytische Wasserstoffproduktion verwendet. Diese bemerkenswerten Ergebnisse zeigen, dass es durch das speziell entwickeltes Material m\u00f6glich ist, den Licht einfangenden, Elektronen erzeugenden Teilprozess von der Weiterleitung und Freisetzung der Elektronen zu entkoppeln. Dies k\u00f6nnte den Prozess der Erzeugung speicherbarer solarer Brennstoffe erheblich vereinfachen, indem es ihn von der Periodizit\u00e4t der Sonneneinstrahlung entkoppelt.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3><em>\u00dcber den Autor<\/em><\/h3>\n<p><em>Dr. Bettina Lotsch ist Professorin am Department Chemie der Ludwig-Maximilians-Universit\u00e4t M\u00fcnchen und Gruppenleiterin am Max-Planck-Institut f\u00fcr Festk\u00f6rperforschung in Stuttgart. Ihre Gruppe erforscht neue Materialien f\u00fcr die Sensorik und Energiekonversion, speziell f\u00fcr die elektrochemische Energiespeicherung und f\u00fcr die Photokatalyse. 2014 erhielt sie einen ERC Starting Grant und das Magazin Capital k\u00fcrte sie j\u00fcngst als &#8220;Junge Elite \u2013 Top 40 unter 40&#8221; in der Katergorie &#8220;Staat und Gesellschaft&#8221;.<\/em><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Kontakt<\/h3>\n<p>Bettina V. Lotsch<br \/>\nMax Planck Institute for Solid State Research<br \/>\nPhone: +49 711 689-1610<br \/>\nFax: +49 711 689-1612<br \/>\nE-Mail: <a href=\"mailto:b.lotsch@fkf.mpg.de\" target=\"_blank\">b.lotsch@fkf.mpg.de<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Die Speicherung von Sonnenenergie und ihre bedarfsgerechte Freisetzung sind nach wie vor gro\u00dfe Herausforderungen f\u00fcr die k\u00fcnstliche Photosynthese. 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