Treibstoff direkt aus Sonnenstrahlen
Japanische Forscher verbessern Katalysator zur Wasserstoffgewinnung
Viel Energie steckt im Wasserstoff. Wird dieser Treibstoff für Brennstoffzellen bisher vor allem aus Erdgas gewonnen, haben japanische Forscher einen eleganteren Weg im Blick: Mit geeigneten Katalysatoren wollen sie Wasser direkt mit Sonnenlicht in Sauerstoff und Wasserstoff aufspalten. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie nun im Fachblatt Angewandte Chemie (Bd. 117, S. 2).
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Durch eine geschickte Mischung der Katalysator-Substanzen passten die Wissenschaftler die Empfindlichkeit an die Wellenlängen im Sonnenspektrum an. "Alles steht und fällt mit dem Katalysator", erklärt auch Akihiko Kudo von der Tokyo University of Science. Damit das System wirtschaftlich arbeite, müsse der Katalysator das Sonnenlicht effektiv nutzen.
Nutzten andere Gruppen wie beispielsweise ein Forscherteam an der ETH in Zürich bisher nanostrukturiertes Zink, um Wasser mit Sonnenlicht und mehr oder weniger guter Ausbeute zu spalten, designten Kudo und Kollegen ihren Katalysator aus Zinksulfid, Kupfer-Indium-Sulfid und Silber-Indium-Sulfid. Beladen mit Spuren des Metalls Ruthenium entsteht ein hochaktiver Photokatalysator mit einer deutlich breiteren Wellenlängenabsorption. Besonders der sichtbare Anteil des Sonnenspektrums zwischen 360 und 700 Nanometer Wellenlänge könne dadurch besser zur Wasserstoffgewinnung genutzt werden.
"Wenn die praktische Anwendung gelingt", so Kudo, "ließe sich Wasserstoff mithilfe unerwünschter Nebenprodukte von Chemieanlagen und Kraftwerken gewinnen." Noch sind die Forscher von einer großtechnischen Lösung ihres Sonnen-Katalysators weit entfernt. Doch wird sie in den kommenden Jahren umgesetzt, ließe sich Wasserstoff deutlich günstiger, wirtschaftlicher und umweltschonender herstellen als heute direkt aus Erdgas oder über den Umweg der ineffizienten, elektrolytischen Spaltung.
Jan Oliver Löfken
