[29.09.2015] Es gibt Dinge, mit denen beschäftigt sich ein Laie eher selten: Die Spaltung von Wasser ist ein solches Thema. Mit Sonnenlicht gelingt die Trennung von Wasserstoff und Sauerstoff. Eine vielversprechende Vision für die künftige Stromerzeugung – denn Wasserstoff ist ein gefragter Energielieferant. Wissenschaftler der Universität Duisburg-Essen (UDE) bringen dazu ihre Expertise in ein Schwerpunktprogramm der Deutschen Forschungsgemeinschaft ein. Im SPP 1613 sollen regenerative Brennstoffe durch lichtgetriebene Wasserspaltung entstehen. An mehreren Teilprojekten sind Chemiker, Ingenieurwissenschaftler und Physiker beteiligt.

Wird aus Solarenergie elektrischer Strom, braucht man eine aufwändige Speichertechnik. Eine Alternative: Chemische Energie wird bei der Aufspaltung von Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff umgewandelt und später in einer Brennstoffzelle wieder neu verfügbar. Die Forscher suchen dafür nach geeigneten Materialien. Auch die Rolle von Nanopartikeln und Katalysatoren wird analysiert, um später neue Technologien zu entwickeln.

So beschäftigen sich die UDE-Physiker um Prof. Dr. Rossitza Pentcheva mit der computergestützten Modellierung von nanoskaligen Metalloxiden. Parallel dazu werden kompakte bzw. poröse, nanostrukturierte Filme an der Ludwig-Maximilians-Universität München und Max-Planck-Institut Düsseldorf im Labor getestet. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse über die mikroskopischen Mechanismen sollen die Materialien und damit die Ausbeute bei der Wasserspaltung verbessern.

Vielversprechenden Stoffen sind auch die Chemiker im Team von Prof. Dr. Malte Behrens auf der Spur. Zusammen mit Wissenschaftlern der Technischen Universität Berlin, des Helmholtz-Zentrums Berlin und der Universität Freiburg entwickeln sie Dünnschicht-Verbundsysteme. Sie können das Sonnenlicht absorbieren, um an der Oberfläche die chemische Wasserspaltung in Gang zu setzen. Die an der UDE und dem Center for Nanointegration untersuchten nanostrukturierten Katalysatoren helfen, diese Reaktion zu beschleunigen.

Und die Ingenieurwissenschaftler rund um Prof. Dr. Markus Winterer richten ihr Augenmerk auf anorganische Nanopartikel auf Basis von Galliumnitrid. Diese Materialien sind leicht verfügbar, haben ein geringes Gefährdungspotenzial und sind unter den Reaktionsbedingungen stabil. Die Gasphasensynthese ermöglicht es, Nanopartikel mit großer Oberfläche und hoher Kristallinität herzustellen. Deshalb besitzen die Partikel eine erhöhte photokatalytische Aktivität, die an der Ruhr-Universität Bochum untersucht wird.


Weitere Informationen:
Prof. Dr. Rossitza Pentcheva, Tel. 0203/379-2238, rossitza.pentcheva@uni-due.de
Prof. Dr. Malte Behrens, Tel. 0201/183-3684, malte.behrens@uni-due.de
Prof. Dr. Markus Winterer, Tel. 0203/379-4446, markus.winterer@uni-due.de

Redaktion: Katrin Koster, Tel. 0203/379-1488