{"id":52742,"date":"2018-05-17T07:26:35","date_gmt":"2018-05-17T05:26:35","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=52742"},"modified":"2021-09-09T21:34:23","modified_gmt":"2021-09-09T19:34:23","slug":"effizientere-kuenstliche-photosynthese-recyclebares-system-wandelt-sonnenenergie-in-wasserstoff-um","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/effizientere-kuenstliche-photosynthese-recyclebares-system-wandelt-sonnenenergie-in-wasserstoff-um\/","title":{"rendered":"Effizientere k\u00fcnstliche Photosynthese: Recyclebares System wandelt Sonnenenergie in Wasserstoff um"},"content":{"rendered":"

Es ist eine der gr\u00f6\u00dften Herausforderungen der Forschung: Die Nachahmung der pflanzlichen Photosynthese<\/a> zur Umwandlung von stabilen und reichlich vorhandenen Molek\u00fclen wie H2O und CO2 in energieeffiziente Kraftstoffe wie Wasserstoff oder chemische Produkte f\u00fcr die Industrie. Um diesem Traum n\u00e4her zu kommen und Wasserstoff mit Hilfe von Sonnenenergie herzustellen, hat das DLR sogar die gr\u00f6\u00dfte k\u00fcnstliche Sonne der Welt erschaffen<\/a>. Der praktische Einsatz der k\u00fcnstlichen Photosynthese blieb bisher begrenzt, da zum Einfangen des Sonnenlichts teure und giftige Metallverbindungen n\u00f6tig sind.<\/p>\n

Franz\u00f6sische Forscher finden Alternative
\nForscher des franz\u00f6sischen Zentrums f\u00fcr wissenschaftliche Forschung (CNRS), der franz\u00f6sischen Beh\u00f6rde f\u00fcr Atomenergie und alternative Energien (CEA) und der Universit\u00e4t Grenoble Alpes haben nun eine effiziente Alternative entwickelt: halbleitende Nanokristalle, sogenannte Quantenpunkte, auf Basis preiswerter und weniger toxischer Metalle wie Kupfer-, Indium- und Schwefel.<\/p>\n

Bei der k\u00fcnstlichen Photosynthese absorbieren die Chromophoren (auch: Photosensibilisatoren) die Lichtenergie und leiten die Elektronen an den Katalysator weiter. Dieser l\u00f6st die chemische Reaktion aus. Obwohl in den letzten Jahren zahlreiche Fortschritte bei der Entwicklung von edelmetallfreien Katalysatoren erzielt wurden, basieren die meisten Photosensibilisatoren noch immer auf molekularen Verbindungen auf der Basis seltener und kostspieliger Metalle, wie Ruthenium und Iridium, oder auf halbleitenden anorganischen Materialien, die das giftige Metall Kadmium enthalten.<\/p>\n

Hybridsystem vereint Absorptionseigenschaften und Effizienz
\nDurch die B\u00fcndelung ihrer Kenntnisse in der Werkstofftechnik und der Photokatalyse gelang den Forschern zum ersten Mal die effiziente Herstellung von molekularem Wasserstoff. Sie verbanden halbleitende anorganische Nanokristalle mit einem Kern aus Kupfer- und Indiumsulfid, gesch\u00fctzt durch eine Zink-\/Schwefelh\u00fclle, mit einem molekularen Katalysator auf Kobaltbasis. Dieses Hybridsystem verbindet die exzellenten Eigenschaften zur Absorption sichtbaren Lichts und die Stabilit\u00e4t von anorganischen Halbleitern mit der Effizienz molekularer Katalysatoren.<\/p>\n

Kommt es zu einer \u00dcberschussproduktion von Vitamin-C (dem Elektronenlieferanten f\u00fcr das System) bewirkt dies eine bemerkenswerte katalytische Aktivit\u00e4t im Wasser \u2013 das bislang beste Ergebnis seit der Verwendung cadmiumfreier Quantenpunkte.<\/p>\n

Die Leistungen des Systems liegen aufgrund der gro\u00dfen Stabilit\u00e4t der anorganischen Materialien \u2013 die ohne gr\u00f6\u00dferen Aktivit\u00e4tsverlust mehrfach recycelt werden k\u00f6nnen \u2013 weit \u00fcber denen mit rutheniumbasierten Photosensibilisatoren. Diese Ergebnisse zeigen das gro\u00dfe Potenzial solcher Hybrid-Systeme zur Herstellung von Wasserstoff aus Sonnenenergie.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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