23/05/2012 - Wasserstoff aus künstlichen Blättern

Menéame

Ein Team der Universitat Jaume I hat ein "künstliches Blatt" entwickelt, ein Halbleitergerät, das Wasserstoff mit Sonnenlicht erzeugt.

Die Technologie ist von der Photosynthese der Pflanzen inspiriert.

Forscher der Gruppe der Photovoltaik- und Optoelektronischen Geräte der Universität Jaume I unter der Leitung von Professor Juan Bisquert haben - unter Verwendung von Nanotechnologie - ein Gerät entwickelt, das Halbleitermaterialien als wässriges Medium Wasserstoff wird unabhängig erzeugt. Dazu wird nur Sonnenlicht verwendet.

Künstliche Photosynthese

Diese Technologie, die den Namen "Kunstfotosynthese" trägt, ist von der Photosynthese in der Natur inspiriert (Prozess, bei dem die Pflanzen die Solarenergie nutzen, um die organische Materie in organische Verbindungen umzuwandeln, indem sie die in den Verbindungen des Adenosintriphosphat-ATP-Molekulars gespeicherte chemische Energie freisetzt und Energieverbindungen wie Zucker und Kohlenhydrate erhält).

Wasserstoff ist ein sehr reichliches Element auf der Oberfläche der Erde, aber in seiner Form kombiniert mit Sauerstoff: Wasser (H2O). Das Wasserstoffmolekül (H2) enthält eine Menge Energie, die freigesetzt werden kann, wenn es durch die Reaktion mit atmosphärischem Sauerstoff verbrannt wird, was als einzige Rest des Verbrennungsprozesses Wasser. Um das Wasser in Brennstoff (H2) umzuwandeln, muss das H2O-Molekular durch Trennung seiner Bestandteile gebrochen werden, und damit der Prozess auf erneuerbare Weise (ohne Nutzung fossiler Untergrundreserven) durchgeführt wird, muss ein Gerät verwendet werden, das die Sonnenenergie nutzt, und ohne weitere Hilfe die chemischen Reaktionen des Wasserbrechens und der Wasserstoffbildung durchführen, ähnlich wie die Blätter der Pflanzen. Deshalb werden diese Geräte als künstliches Blatt bezeichnet.

"Obwohl die Energieeffizienz des Gerätes derzeit nicht ausreicht, um über sein Marketing nachzudenken, erforschen wir verschiedene Wege, um seine Effizienz zu verbessern und zu zeigen, dass diese Technologie eine echte Alternative zur Deckung des Energiebedarfs des 21. Jahrhunderts darstellt," sagt Sixto Giménez, einer der für die Arbeit zuständigen Forscher.

Wasserstoff-Gas-Bläschen

Das Gerät wird in die wässrige Lösung eingetaucht und wenn es mit einer Lichtquelle beleuchtet wird, erzeugt es Wasserstoffgasblasen. In einem ersten Schritt hat die Forschungsgruppe eine Lösung mit einem Oxidationsmittel verwendet und untersucht die Entwicklung des durch Photonen erzeugten Wasserstoffs. "Die wichtigste Herausforderung ist nun - so Ivan Mora, Mitglied des Teams, das das Gerät entwickelt hat -, die physikalisch-chemischen Prozesse zu verstehen, die im Halbleitermaterial und auf seiner Schnittstelle mit dem wässrigen Medium zur Straffung des Optimierungsprozesses des Geräts entstehen."

Die Entwicklung des künstlichen Blattes stellt eine große wissenschaftliche Herausforderung dar, da es schwierig ist, die am Prozess beteiligten Materialien so auszuwählen, dass sie kontinuierlich arbeiten und nicht zerfallen. Derzeit ist die Gruppe der Photovoltaik- und Optoelektronischen Geräte der Universitat Jaume I eine der wenigen weltweit tätigen Forschungsgruppen, die die Lebensfähigkeit eines solchen Geräts unter Beweis gestellt haben, zusammen mit den amerikanischen MIT-Laboren in Boston oder NREL in Denver (USA).

Der Leiter der Forschungsgruppe Juan Bisquert erklärt: "Im Vergleich zu anderen Geräten hat die von der UJI entwickelte einen Vorteil durch ihre niedrigen Produktionskosten und eine stärkere Sammlung von Photonen-Lichtereignissen, die für die Produktion von Photon-Wasserstoff auch des Infrarotspektrums verwendet werden."

Die effiziente Herstellung von Wasserstoff mit Halbleitern und Sonnenlicht stellt nach Ansicht der Projektträger eine entscheidende Herausforderung dar, um eine Umstellung des Energiemodells auf eine nachhaltige, auf unerschöpflichen und umweltverträglichen Ressourcen basierende Umwandlungstechnologie zu erreichen. An den Experimenten mit diesem Gerät nahmen auch andere Forschungsgruppen wie Eva Maria Barea, Francisco Fabregat, Roberto Trevisan, Maria Victoria González, Pau Rodenas, Pablo P. Boix und Laura Badía.

El Instituto de Materiales Avanzados (INAM) de la Universitat Jaume I de Castellón programó para el 1 de octubre de 2026 su VII Jornada de Transferencia Tecnológica UCIE-INAM, bajo el lema «De la investigación básica al producto comercial». La convocatoria se centró en acercar los resultados de la investigación a empresas, profesionales y agentes de innovación. Del laboratorio a las...

La Asociación de Ingenieros Aeronáuticos de España, en colaboración con el Colegio Oficial de Ingeniería Industrial de Álava, organizó hoy viernes 23 de octubre de 2026 la Conferencia Heraclio Alfaro 2026, centrada en el desarrollo de la industria aeronáutica vasca y su proyección internacional. Industria, liderazgo y cadena de suministro La conferencia lleva por título «Juan Ignacio (Iñaki) López Gandásegui:...

Investigadores de la Universidad Miguel Hernández de Elche (UMH) presentaron el proyecto COGNITRAIN, una propuesta de entrenamiento cognitivo que combina inteligencia artificial, registro de actividad cerebral y aplicaciones interactivas. La iniciativa se orienta especialmente a personas mayores y explora formas de hacer más accesibles estas tecnologías. Cómo funciona la tecnología El sistema utiliza electroencefalografía (EEG), una técnica no invasiva que...

Oracle acaba de emitir una alerta de seguridad para corregir la vulnerabilidad CVE-2026-91403, que afecta al componente Java Secure Socket Extension (JSSE) de versiones concretas de Oracle Java SE y GraalVM. La compañía le asigna una puntuación de 9,1 sobre 10 en CVSS 3.1. La matriz de riesgo señala que la vulnerabilidad puede explotarse por red sin autenticación y que,...

Acuerdo provisional sobre el mercado europeo de carbono El Consejo de la Unión Europea y el Parlamento Europeo alcanzaron el 20 de octubre de 2026 un acuerdo político provisional para modificar las reglas de invalidación de derechos de emisión en la Reserva de Estabilidad del Mercado (MSR), integrada en el régimen de comercio de derechos de emisión de la Unión...