Ein entscheidender Beitrag zur Entwicklung der katalytischen Wasserspaltung mittels Photosynthese ist jetzt einem internationalen Wissenschaftlerteam gelungen. Die Forscher berichten über die Ergebnisse ihrer neuen Studie in der aktuellen Online-Ausgabe der Fachzeitschrift „Nature Chemistry“.
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Wasserstoff gilt für viele als wichtigster Energieträger der Zukunft. Die Herstellung eines Gerätes, das durch die photokatalytische Aufspaltung von Wasser eine kontinuierliche Produktion von Sauerstoff und Wasserstoff ermöglicht, ist Ziel der Forschung im Bereich der neuen Energien.
Ein Erfolg auf diesem Gebiet würde die Herstellung von Wasserstoff garantieren, und mit diesem kohlenstofffreien Treibstoff könnte die Energieversorgung bei voller Umweltverträglichkeit, ohne Entstehung von Treibhausgasen, sichergestellt werden.
Effiziente Wasseroxidation
Im Rahmen einer internationalen, interdisziplinären Zusammenarbeit mehrerer italienischer und eines spanischen Instituts sowie dem Grazer Institut der Biophysik und Nanosystemforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) ist ein wichtiger Schritt in diese Richtung gelungen.
„Die Innovation lag im Einsatz von bioinspirierten, Sauerstoff abscheidenden Anoden, bestehend aus hierarchischen Strukturen: Vielwändige Kohlenstoffnanoröhrchen, die das leitende Bett der Elektrode bilden, wurden mit dem anorganischen Ruthenium-Katalysator beschichtet. Erst dieser Verbundwerkstoff ermöglicht die effiziente Wasseroxidation bei der künstlichen Photosynthese, die uns näher an eine Welt aus kohlenstofffreien Treibstoffen bringt“, erklärt Heinz Amenitsch vom Institut für Biophysik und Nanosystemforschung am Synchrotron ELETTRA in Triest.
Spezielle Röntgentechnik im Einsatz
Die österreichische Kleinwinkelstreustrahlführung in Triest hat die entscheidenden Einblicke in die Nanostrukturen des Ruthenium Clusters, der aktiven Substanz auf den Nanoröhrchen, gebracht. „Nur durch den Einsatz dieser speziellen Röntgentechnik am Synchrotron ist die exakte Bestimmung der für die Photosynthese verantwortlichen Form des Rutheniumkomplexes ermöglicht worden“, betont Amenitsch.
(Austrian Academy of Sciences/Institut für Biophysik und Nanosystemforschung, 10.08.2010 – DLO)
