Effizienter Speicher für Sonnenstrom

Ein neuer Katalysator imitiert einen Schritt der natürlichen Photosynthese und spaltet unter geringem Stromfluss Wasser leichter in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff auf

Wasserspaltende Zelle
Wasserspaltende Zelle

Cambridge (USA) - Effiziente Energiespeicher sind der Schlüssel zu einer Grundversorgung mit regenerativ erzeugtem Strom. Die Spaltung von Wasser in die energetisch verwertbaren Gase Wasserstoff und Sauerstoff könnte dieses Problem lösen. Sie läuft bisher allerdings über die Elektrolyse nicht wirtschaftlich genug ab. Das könnte nun mit einem neuen Katalysator, den amerikanische Forscher entwickelt haben, anders werden. In der Zeitschrift "Science" berichten sie, dass sie einen wichtigen Schritt der natürlichen Photosynthese zur Gewinnung von Sauerstoff aus Wasser im Labor kopieren konnten.

"Nun können wir ernsthaft über Sonnenenergie als eine unbegrenzte und bald verfügbare Energiequelle nachdenken", ist Daniel Nocera vom Massachusetts Institute of Technology überzeugt. Um in Zukunft den tagsüber gewonnenen Sonnenstrom effizient zu speichern, spaltete er mit seinen Kollegen Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff auf. Diese Gase könnten in den dunklen Tagesstunden über Brennstoffzellen wieder Strom liefern. In dem neu entwickelten Modul fügten die Forscher Kobalt und Phosphate zu Wasser bei Raumtemperatur hinzu. Damit war nur ein geringer Stromfluss nötig, um an zwei Elektroden Wasserstoff und Sauerstoff zu gewinnen.

Verantwortlich für diesen Katalyse-Prozess machen die Forscher einen dünnen Film aus einer Kobalt-Phosphat-Mischung, der sich auf einer Elektrode abgelagert hatte. Diese hilft wahrscheinlich dabei, die chemischen Bindungen im Wassermolekül leichter aufzubrechen. Im Unterschied zu der klassischen Elektrolyse sei dieser Prozess deutlich einfacher, beurteilt Luis Echegoyen von der amerikanischen National Science Foundation dieses Ergebnis. Ob der Kobalt-Phosphat-Katalysator tatsächlich in den nächsten Jahren die Gewinnung von Wasserstoff und Sauerstoff im technisch sinnvollen Maßstab erleichtern wird, müssen jedoch weitere Studien zeigen.