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25. Jan. 2018

Nanodrähte erzeugen Treibstoff aus Sonnenlicht

"Grundlegender Durchbruch" ermöglicht effizientere Umwandlung

Nanodrähte: Forscher machen aus Licht nutzbaren Wasserstoff (Foto: utwente.nl)

Enschede - Forscher der Universität Twente http://utwente.nl haben einen Weg gefunden, die Gewinnung von Treibstoff durch Solarenergie effizienter zu gestalten. Mithilfe der neuen Methode lassen sich Sonnenstrahlen direkt in Wasserstoff umwandeln. Möglich wird das durch die Verwendung mikroskopisch kleiner Nanodrähte, die weniger als ein Zehntel eines Millimeters lang sind und an ihren Enden mit einem Katalysator bestückt wurden. Dieser erzeugt durch chemische Reaktionen aus Licht Wasserstoff.

"Effizienteste Methode"

"Wissenschaftler rund um den Globus arbeiten mit Hochdruck an der Entwicklung einer brauchbaren, möglichst effizienten Technologie zur Erzeugung von Solartreibstoffen", erklärt Jurriaan Huskens, Studienautor und einer der leitenden Forscher am MESA+ NanoLab http://utwente.nl/mesaplus/nanolab der Universität Twente. "Uns ist es nun gelungen, die bislang effizienteste Methode für diese Art der Umwandlung zu finden", betont der Experte.

Um den Durchbruch zu ermöglichen, hat der Forscher mit seinem Team einen einfachen, aber wirksamen "Trick" angewandt: "Wir haben bei den Nanodrähten die Seite, auf der das Sonnenlicht eingefangen wird, von der Seite getrennt, auf der die chemische Umwandlungsreaktion stattfindet. Das ist wichtig, da die Katalysatoren ansonsten Licht reflektieren würden. Bei diesem Verfahren geht es aber darum, so viel Sonnenenergie wie möglich einzufangen", erläutert Huskens. Letztlich sei es auf diese Weise gelungen, eine maximale Effizienz von 10,8 Prozent zu erreichen, so der Wissenschaftler.

Derzeit noch nicht rentabel

"10,8 Prozent ist der bislang höchste Effizienzgrad, der mit einem Kohlenstoff-basierten Ansatz erzielt werden konnte", stellt Huskens klar. Bis die Technologie zur Umwandlung von Solarenergie in Brennstoff tatsächlich auch "ökonomisch rentabel" ist, braucht es dem Forscher zufolge aber dennoch einiges an weiterer Entwicklungsarbeit. "Wirklich brauchbar werden solche Systeme ab einer Effizienzrate von 15 Prozent", ergänzt Huskens.

Neben der hohen Effizienz hat die aktuell präsentierte Methode noch einen weiteren Vorteil: Sie kommt mit sehr günstigen Materialien aus, die auf der Erde in großen Mengen vorkommen. "Ziel ist es, Brennstoff nur durch Verwendung von Sonnenlicht, Kohlendioxid und Wasser herzustellen", erläutert Huskens abschließend.

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