17/04/2012 - Molekularfilter für die Wasseroxidation

Menéame

Eine Gruppe schwedischer Wissenschaftler hat einen molekularen Katalysator entwickelt, der es ermöglicht, schnell Wasser in Sauerstoff zu oxidieren.

Vorgeführt in der Zeitschrift Nature ChemistryDie Ergebnisse sind ein wichtiger Beitrag zur künftigen Nutzung von Solarenergie und erneuerbaren Energieträgern, vor allem, wenn man bedenkt, dass die Benzinpreise weiter steigen.

Das Team von Royal Institute of Technology (KTH) von Stockholm ist die erste, die Geschwindigkeiten erreicht hat, die mit der der Photosynthese in der Natur, wodurch ein Weltrekord entsteht. Forscher aus Europa, Japan und den Vereinigten Staaten haben seit mehr als 30 Jahren Methoden zur Verfeinerung eines künstlichen Mittels zur Gewinnung von Photosynthese untersucht. Kein Team konnte einen Solar-Katalysator erzeugen, der schnell genug war, um Wasser zu oxidieren.

Die Geschwindigkeit war das Hauptproblem, der Flaschenhals, was die Schaffung einer perfekten künstlichen Photosynthese angeht, erklärt Professor Licheng Sun von der KTH Chemieabteilung.

Der von Professor Sun und seinem Team entwickelte molekulare Katalysator ist so schnell, dass er mehr erreichen kann als 300 Änderungen pro Sekunde. Die natürliche Photosynthese ist zwischen 100 und 400 Änderungen pro Sekunde.

Das ist eindeutig ein Weltrekord und eine radikale Veränderung bei der Verwendung eines molekularen Katalysators für künstliche Photosynthese, sagt Professor Sun. ●Diese Geschwindigkeit ermöglicht die künftige Einrichtung von Großanlagen zur Wasserstoffproduktion in der Sahara, wo es eine große Menge an Sonnenlicht gibt. Oder eine wesentlich effizientere Umwandlung von Solarenergie in Elektrizität erreichen, indem sie sie mit traditionellen Solarzellen kombiniert, von denen heute ein Hacking möglich ist.

Dies ist besonders wichtig, weil die Gesellschaft weiterhin mit steigenden Benzinpreisen konfrontiert ist. Nach Ansicht der Wissenschaftler können schnelle molekulare Katalysatoren die Grundlage für viele künftige Veränderungen bilden. Sie ermöglichen nicht nur die Verwendung von Sonnenlicht für die Umwandlung von Kohlendioxid (CO2) in verschiedene Brennstoffe wie Methanol, sondern auch die direkte Umwandlung von Solarenergie in Wasserstoff.

Der nächste Schritt für die Forscher ist die Entwicklung dieser Technologie zu niedrigeren Kosten.

Ich bin davon überzeugt, dass es in zehn Jahren möglich sein wird, eine Technologie auf der Grundlage dieser Art von Forschung zu produzieren, die kostengünstig genug ist, um mit den CO2-basierten Brennstoffen zu konkurrieren.

Professor Sun untersucht dieses Feld seit über 20 Jahren und sagt, dass er und seine Kollegen glauben, dass effiziente Katalysatoren für die Oxidation des Wassers das fehlende Teil im Solarenergie-Rätsel sein können.

"Was die erneuerbaren Energiequellen betrifft, so ist die Nutzung der Sonne einer der besten Wege," so Professor Sun.

Forscher der Universität Upsala (Schweden) und der Polytechnischen Universität Dalian (China) nahmen an dieser Studie teil.

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Weitere Informationen:

- Königliches Technologieinstitut (KTH):    http://www.kth.se/en

- Nature Chemistry: http://www.nature.com/nchem/index.html

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