Wasserspaltung mit Sonnenlicht

Deutsche Forscher auf dem Weg zur künstlichen Photosynthese

Mülheim an der Ruhr - Unerreicht ist bis heute die Effizienz der natürlichen Photosynthese, wenn es um die Nutzung der Sonnenenergie geht. Schritt für Schritt tasten sich Forscher an diese Energieumwandlung heran. Deutsche Forscher schlagen nun in der Fachzeitschrift "Angewandte Chemie" eine neue Klasse von Katalysatoren vor, um mit Sonnenlicht Wasser direkt in Sauerstoff und Wasserstoff zu spalten. Zusätzlich kann das verwendete Titandisilicid den so erzeugten Wasserstoff sogar speichern.

"Unser Katalysator spaltet Wasser mit einem höheren Wirkungsgrad als die meisten anderen Halbleitersysteme, die ebenfalls mit sichtbarem Licht arbeiten", sagt Martin Demuth vom Max-Planck-Institut für Bioanorganische Chemie in Mülheim an der Ruhr. Denn das Halbleitermaterial Titandisilicid fängt ein breites Spektrum des Sonnenlichts ein und kann es direkt zur Spaltung von Wassermolekülen verwenden. Zu Beginn der Katalyse-Reaktion sorgt eine leichte Oxidbildung am Titandisilicid für die Bildung der notwendigen katalytisch aktiven Zentren.

Demuth betont einen weiteren Vorteil dieser Katalysatoren. Denn Titandisilicid kann den gewonnenen Wasserstoff auch speichern. Zwar sind andere, poröse Speicherwerkstoffe effektiver, dafür gebe Titandisilicid den Wasserstoff bei wesentlich niedrigeren Temperaturen wieder ab. Die Forscher sind von der Marktfähigkeit dieses relativ günstigen Katalysators für die Wasserstoffgewinnung mit Sonnenlicht überzeugt. Daher haben sie sich die Prozesse patentieren lassen und zusammen mit amerikanischen und norwegischen Partnern in Lörrach eine Firma für die Weiterentwicklung und Vermarktung gegründet.