Abkürzung zum Energiespeicher: Ein neues Material benötigt nichts anderes als Licht, um den vielseitigen Energieträger Wasserstoff aus einfachem Wasser zu gewinnen. Das Besondere daran: Dieser von deutschen Wissenschaftlern entwickelte polymere Photokatalysator ist chemisch robust, und die Rate der Wasserstoffproduktion lässt sich auf molekularer Ebene regulieren, berichten die Forscher im Magazin „Nature Communications“.
Wasserstoff gilt als vielversprechender Energiespeicher der Zukunft: Mit überschüssigem Ökostrom lässt sich Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff spalten, diese Gase kann man effizient speichern. Der umweltfreundlich gewonnene Wasserstoff ließe sich als Kraftstoff für Fahrzeuge oder als Energieträger in Brennstoffzellen nutzen. Als Abgas entsteht dabei lediglich Wasser. Ein Nachteil dieser Technik ist jedoch ein gewisser Verlust beim Umwandeln von elektrischer Energie in chemische Energie.
Wasserspaltung ohne Strom?
Eine Abkürzung zu nehmen wäre einfacher: Anstatt erst aus Sonnenlicht Strom zu gewinnen und dann mit dem Strom Wasserstoff zu erzeugen, könnte das Licht direkt Wasser in seine Elemente zerlegen. Mit sogenannten Photokatalysatoren ist dies im Labor bereits möglich. Aber bisherige Materialien liefern nur eine sehr geringe Wasserstoff-Ausbeute und sind noch weit davon entfernt, effizient und alltagstauglich zu sein.
Das Forscherteam um Vijay Vyas vom Max-Planck-Institut für Festkörperforschung in Stuttgart hat darum einen neuen Ansatz entwickelt, mit dem höhere Ausbeuten möglich sein sollen. Photokatalysatoren müssen über Elektronen verfügen, die sich mit sichtbarem Licht so anregen lassen, dass sie sich relativ frei bewegen. Nur so können sie auf ein fremdes Atom oder Molekül übergehen. Letztlich sind es diese Elektronen, die auf die Protonen im Wassermolekül übertragen werden – und somit elementaren Wasserstoff entstehen lassen.
