Auf Knopfdruck Wasserstoff aus Sonnenenergie

Entwickelt wurde das Material, ein wasserlösliches, Redox-aktives Copolymer von Forschenden der Universitäten Ulm und Jena. Das Projekt wurde im Rahmen des gemeinsamen Sonderforschungsbereichs TRR/SFB 234 „CataLight“ realisiert, die Ergebnisse im Fachjournal Nature Communications veröffentlicht.

Das System erreicht eine Ladeeffizienz von über 80 % und hält diesen Zustand mehrere Tage lang. Bei Bedarf kann die gespeicherte chemische Energie in Form von Wasserstoff abgerufen werden. „Man kann sich das vorstellen wie eine Kombination aus Solarzelle und Batterie auf molekularer Ebene“, erklärt Professor Sven Rau, der an der Universität Ulm das Institut für Anorganische Chemie I leitet. 

Der Wirkungsgrad dieses Wasserstoff-„On Demand“-Systems ist mit 72 % erstaunlich hoch. Zudem läuft dieser Prozess auch im Dunkeln ab, ist also unabhängig davon, ob die Sonne scheint. 
Neustart mit pH-Schalter: Wird die Lösung anschließend neutralisiert, kann das System erneut belichtet und aufgeladen werden. „Denn die Polymer-basierten Redoxreaktionen sind reversibel und ermöglichen mehrere Lade-, Lager- und Katalyse-Zyklen. Der Vorteil des Verfahrens: Das Polymer muss nicht erst aufwändig isoliert werden. Für ein Reset des Systems muss einfach der pH-Wert des Systems verändert werden“, erläutern die beiden Erstautoren der Studie Marco Hartkorn (Uni Ulm) und Dr. Robin Kampes (FSU Jena). Die Forschenden sind fest davon überzeugt, dass solche Methoden zur „On Demand“-Wasserstoffentwicklung auch für energieintensive industrielle Prozesse wie etwa die Stahlproduktion genutzt werden könnten.(red)