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Mittwoch, 18.01.2017
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Molekulare Maschine produziert Wasserstoff

Künstliche Photosynthese produziert Treibstoff der Zukunft mithilfe von Licht

Woher kommt der Treibstoff für die Wasserstoffautos von Morgen? Möglicherweise aus der künstlichen Photosynthese. Wissenschaftler der Virginia Tech Universität haben Katalysatorsubstanzen entwickelt, die Wasser in Wasserstoffgas umwandeln können und damit den in den grünen Pflanzen ablaufenden Prozess der Energiegewinnung aus Wasser und Licht nachvollziehen.
Brennstoffzelle

Brennstoffzelle

Die Forscher um Karen Brewer konstruierten supramolekulare Komplexe, die Lichtenergie in einen Treibstoff umwandelten, der, wie beispielsweise Wasserstoffgas transportiert, gelagert und verteilt werden kann. „Lichtenergie wird in chemische Energie konvertiert“ erklärt Brewer. „Sonnenlicht hat genügend Energie, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten, aber das passiert nicht von selbst, wir brauchen Katalysatoren, um diese Reaktion anzustoßen.“
Eine der Haupt-Herausforderungen bei der Energieerzeugung ist es, die Elektronen zusammenzubringen, die für die entsprechenden Reaktionen notwendig sind. Brewer und ihr Wissenschaftlerteam hat jetzt molekulare Maschinen entwickelt, die Licht nutzen, um dies zu erreichen. Diese so genannte photoinitialisierte Elektronenkollektion liefert die Elektronen dem Treibstoff-Rohsubstanz, in diesem Falle Wasser, um daraus Wasserstoff zu erzeugen.

Wasser ist überall verfügbar und billig, so Brewer. „Aber unser Molekülkomplex ist noch sehr teuer. Ziel ist es, ihn katalytische zu machen und ihn mit der Sauerstoffproduktion zu verknüpfen. Wir arbeiten an einem supramolekularen Komplex, der die Kollektion und Bewegung von Elektronen und die Bindung von Atomen initiiert ohne selbst in diesem Prozess zerstört zu werden. Dann müssen wir nicht jedes Mal eine neue molekulare Maschine bauen, wenn wir Wasser in Wasserstoff umwandeln wollen.“ Zwar zeigt auch der bisherige Komplex schon solche katalytischen Fähigkeiten, ist aber noch nicht effektiv genug.
(Virginia Tech, 31.08.2004 - NPO)
 
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