Photokatalytische Wasserstoffherstellung

Die Energieerzeugung ist derzeit noch in erheblichem Maße von fossilen Energieträgern abhängig. 86 % der weltweit genutzten Energie gehen auf sie zurück. Mit Blick auf die knapper werdenden Ressourcen und die negativen Auswirkungen bisheriger Quellen für die Umwelt stellt die Bereitstellung von Energie aus regenerativen Quellen eine der zentralen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts dar. Neben Wind und Wasser wird die Sonnenstrahlung dabei eine wichtige Rolle spielen. Denn theoretisch würde das auf der Erdoberfläche in einer Stunde ankommende Sonnenlicht ausreichen, den gesamten Planeten für ein Jahr mit Energie zu versorgen. Systeme sind also gefragt, die eine stärkere Nutzung der Sonnenenergie ermöglichen können.

Artifizielle Photosynthese

Großes Potenzial verspricht sich die Wissenschaft von der direkten photokatalytischen Umwandlung von Wasser zu Wasserstoff und Sauerstoff. Aufgrund der immensen Perspektiven werden derzeit eine Reihe von Forschungsprojekten zur Umsetzung einer artifiziellen Photosynthese durchgeführt. Der Erfolg würde eine nachhaltige und sichere regenerative Energieversorgung bedeuten. Die Wissenschaftler der TU Darmstadt um Prof. Wolfram Jägersmann suchen nach Durchbrüchen bei folgenden Fragestellungen:

• Für Lichtabsorption und Ladungsträgererzeugung sind effiziente und preiswerte Dünnschicht-Halbleiter zu entwickeln.
• Für die nachfolgende Wasserspaltung werden nanostrukturierte oder biomimetische Metallcluster als Elektrokatalysatoren erforscht.
• Der verlustminimierte Ladungstransfer vom Absorber zum Elektrokatalysator, der eine effiziente elektrolytische Wasserspaltung ermöglicht, stellt zudem eine wissenschaftliche Schlüsselaufgabe dar.

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