{"id":264818,"date":"2020-12-23T11:00:32","date_gmt":"2020-12-23T10:00:32","guid":{"rendered":"http:\/\/innovationorigins.com\/?p=264818"},"modified":"2020-12-23T11:00:32","modified_gmt":"2020-12-23T10:00:32","slug":"wasserstoffproduktion-mit-kunstlicher-photosynthese-und-polymeren","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/wasserstoffproduktion-mit-kunstlicher-photosynthese-und-polymeren\/","title":{"rendered":"Wasserstoffproduktion mit k\u00fcnstlicher Photosynthese und Polymeren"},"content":{"rendered":"\n

Wasserstoff gilt als eine der alternativen Energiequellen der Zukunft. Bisher ist allerdings die aufw\u00e4ndige und energieintensive Herstellung ein gro\u00dfes Problem bez\u00fcglich der Umweltfreundlichkeit dieses an sich CO2-neutralen Stoffs. Daher forschen immer mehr Wissenschaftler rund um die Welt nach anderen Methoden, Wasserstoff herzustellen: Zum Beispiel aus Algen. (IO berichtete<\/a>) Wissenschaftler der der Friedrich-Schiller-Universit\u00e4t<\/a>, des Leibniz-Instituts f\u00fcr Photonische Technologien<\/a> (Leibniz-IPHT) und der Universit\u00e4t Ulm<\/a> haben sich bei ihrer M\u00f6glichkeit, Wasserstoff zu gewinnen, von der Natur inspirieren lassen.<\/p>\n\n\n\n

Das Team des Sonderforschungsbereichs \u201eCataLight\u201c der Universit\u00e4ten Jena und Ulm kombiniert hierzu neuartige organische Farbstoffe mit edelmetallfreien Katalysatormolek\u00fclen, die im Wasser gasf\u00f6rmigen Wasserstoff freisetzen, wenn sie mit Licht bestrahlt werden. Das Substitut habe einen bemerkenswerten Einfluss in Bezug auf Langlebigkeit und Wirkung nach der Anregung durch sichtbares Licht gezeigt, schreiben sie in ihrer Studie, die in der Fachpublikation Chemistry \u2013 A European Journal<\/a> ver\u00f6ffentlicht wurde.<\/p>\n\n\n\n

Photosynthese als Inspiration<\/h3>\n\n\n\n

In der Natur wird Sonnenlicht in chemischen Bindungen am effektivsten durch Photosynthese gespeichert, denn die Lichtsammel- und Reaktionskomplexe in der Thylakoidmembran sind in den Chloroplasten fest angeordnet. Die Forscher um Prof. Dr. Felix Schacher erreichen eine solche Anordnung mithilfe von Polymeren, die sowohl mit hydrophilen als auch hydrophoben Stoffen interagieren. Diese geladenen, sogenannten Propfcopolymere werden k\u00fcnstlich hergestellt.<\/p>\n\n\n\n

Bisher setzen Wissenschaftler bei der k\u00fcnstlichen Photosynthese in erster Linie auf Edelmetallkomplexe als lichtabsorbierende Materialien. Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Kalina Peneva arbeitet jedoch an metallfreien Farbstoffen. Die Forscher aus Jena setzen auf Rylen-Farbstoffe, die besonders stabil gegen\u00fcber Licht und chemischen Prozessen sind.<\/p>\n\n\n\n

\u201eDie in der Forschung eingesetzten, lichtabsorbierenden Metallkomplexe enthalten oftmals Ruthenium oder Iridium\u201c, erkl\u00e4rt Prof. Dr. Kalina Peneva. \u201eDiese Metalle machen am Massenanteil der Erdkruste allerdings weniger als 0,1 Millionstel Prozent aus und sind daher perspektivisch limitiert.\u201c Der Einsatz von photoaktiven Verbindungen auf organisch-chemischer Basis sei deutlich nachhaltiger als die Verwendung von Schwermetallen.<\/p>\n\n\n\n

Probleme der Zukunft mit interdisziplin\u00e4ren Kooperationen l\u00f6sen<\/h3>\n\n\n\n

Mit der Aufnahme von Licht allein ist es allerdings noch nicht getan. Damit Wasserstoff entsteht, m\u00fcssten die Energieniveaus der Farbstoffe und Katalysatormolek\u00fcle nach der Absorption pr\u00e4zise zueinander passen, sagen die Forscher. Um diese Energieniveaus zu ermitteln, arbeiten die Forscher der Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Benjamin Dietzek mit spektroskopischen Methoden. Hier k\u00f6nnen sie aus der Wechselwirkung von Materie mit definiertem Licht unter anderem R\u00fcckschl\u00fcsse auf die aufgenommene und im Molek\u00fcl verbliebene Energie ziehen.<\/p>\n\n\n\n

Neben der wissenschaftlichen Erkenntnis habe sich Aussagen der Wissenschaftler auch klar gezeigt, dass die Probleme der Zukunft am effektivsten mit interdisziplin\u00e4rer Zusammenarbeit angegangen werden sollten. \u201eDenn neben organischen Chemikern und Polymerforschern lieferten auch Physikochemiker des Leibniz-IPHT sowie anorganische Chemiker und Chemieingenieure der Universit\u00e4t Ulm wertvolle Beitr\u00e4ge und Erkenntnisse.\u201c<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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