Während die Welt nach kohlenstofffreien Energiequellen sucht, um die schlimmsten Auswirkungen der Klimakrise abzuwenden, sagen Schweizer Wissenschaftler, dass sie ein kleines blattähnliches Gerät entwickelt haben, das eine langfristige Lösung für das Problem der Speicherung erneuerbarer Energien bieten könnte.
Entwickler dieses ‘künstlichen Blattes’ bei der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EFPL) wurden durch den natürlichen Prozess der Photosynthese inspiriert.
„Die natürliche Photosynthese findet statt, indem Kohlendioxid aus der Luft zusammen mit Sonnenlicht aufgenommen und Zucker produziert wird, wodurch das Sonnenlicht effektiv in chemischer Form gespeichert wird“, erklärte Professor Kevin Sivula, Chemieingenieur an der EFPL.
„Wir wollten dasselbe tun, Sonnenlicht und Wasser aus der Luft nehmen und diese Sonnenlichtenergie in Form von Wasserstoff speichern“, fügte er hinzu.
Das Ergebnis ist ein kleiner, transparenter Wafer aus Glasfasern, der mit halbleitendem Material bedeckt ist und das Sonnenlicht nutzt, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten.
„Das ist wirklich wichtig, weil es wirklich viel Sonnenlicht gibt, aber die Sonne scheint nicht die ganze Zeit. Wir brauchen also eine Möglichkeit, das Sonnenlicht für die zukünftige Nutzung zu speichern, und (…) die Speicherung des Sonnenlichts in Form von Wasserstoff ist eine führende Methode dafür“, erklärte Sivula.
Obwohl die künstliche Photosynthese bereits früher demonstriert wurde, löst die neuartige Technologie zwei frühere Probleme: das Sammeln des Wassers aus der Luft und das Antreiben der chemischen Reaktion mit Sonnenlicht.
„Unsere Technologie wurde dadurch ermöglicht, ein transparentes, poröses, leitfähiges Substrat, das es zum ersten Mal ermöglicht, dass ein Halbleiter beschichtet wird und eine große Oberfläche hat, um mit der feuchten Luft zu interagieren“, sagte Sivula.
Die Forschung wurde in der wissenschaftlichen Zeitschrift veröffentlicht Fortgeschrittene Werkstoffe.
Im Moment konzentriert sich das Team darauf, die Mechanik, Chemie und Effizienz des Geräts zu optimieren.
„Wenn es uns in Zukunft gelingt, ein System mit einer ausreichend hohen Umwandlungseffizienz von Sonne in Wasserstoff und ausreichender Stabilität zu finden, können wir uns diese künstlichen blattbasierten Systeme vorstellen, sowohl in trockenen Umgebungen wie der Wüste, wo es keine gibt viel flüssiges Wasser, aber auch in feuchteren Umgebungen“, sagte Sivula.
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