Lausanne – Ein schweizerisch-israelisches Team hat den idealen Rost für die Wasserstoffgewinnung mittels Solarenergie gefunden. Denn eine spezielle Eisenoxid-Nanostruktur verspricht eine besonders kosteneffiziente Aufspaltung von Wasser mittels einer photoelektrochemischen Tandem-Solarzelle. Das Funktionsprinzip selbst ist nicht ganz neu. „Wir haben jetzt nur einen wichtigen Meilenstein auf dem Weg zu profitablen industriellen Anwendungen erreicht“, so Michael Grätzel, Leiter des Laboratory of Photonics and Interfaces an der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) http://epfl.ch . Denn die Wasserstoffherstellung soll viel billiger werden als bisher.
Der richtige Rost
Bereits Ende 2012 haben Forscher am EPFL gezeigt, dass Eisenoxid – gemeinhin Rost – eine günstige Herstellung von Wasserstoff mittels speziellen Solarzellen erlaubt (pressetext berichtete: http://pressetext.com/news/20121113015 ), um so beispielsweise Strom zwischenzuspeichern. Das Team um Grätzel, dem auch Forscher am Technion-Israel Institute of Technology http://technion.ac.il/en angehören, hat es nun geschafft, zu bestimmen, welche Eisenoxid-Nanostruktur die beste für eine derartige Wasserstoffgewinnung ist.
Davon erhofft sich das Team langfristig eine sehr umweltfreundliche und vor allem sehr günstige Wasserstoffgewinnung, was das Gas nicht nur als Strom-Speicherlösung, sondern beispielsweise auch als Kraftstoff für Wasserstoffautos attraktiver machen würde. Die Forscher erhoffen sich dabei eine wirklich beachtliche Kostenreduktion. „Aktuelle Methoden, bei denen zur Wasserstofferzeugung eine herkömmliche Solarzelle an einen Elektrolyseur angeschlossen wird, kosten im besten Fall 15 Euro pro Kilo. Wir streben fünf Euro pro Kilo an“, erklärt Grätzel.
Strukturen verstehen
Die Forscher beschreiben in einem jetzt in Nature Materials http://nature.com/nmat online veröffentlichten Beitrag, wie sie die besten Eisenoxid-Strukturen identifizieren konnten. Das Team hat sich Methoden der Transmissions-Elektronenmikroskopie bedient, um zu verstehen, wie sich Elektronen in den Blumenkohl-artigen Nanostrukturen bewegen, die bei der Fertigung auf Elektroden entstehen und warum die Performance je nach Elektroden-Fertigungsprozess unterschiedlich ausfällt. Durch den Vergleich konnte die am besten geeignete Struktur ermittelt werden. Ein erster, zehn mal zehn Zentimeter großer Prototyp erfüllt nun die gesetzten Effizienz-Erwartungen.
pressetext.redaktionAnsprechpartner: Thomas Pichler
Rost: in der richtigen Form sehr nützlich (Foto: Thomas Max Müller, pixelio.de)