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Neuer Speicher für die Energiewirtschaft: Erzeugung von Wasserstoff durch Photosynthese

Wissenschaftler vom Helmholtz-Zentrum Berlin und der TU Delft haben es geschafft, durch den Prozess der künstlichen Photosynthese Sonnenlicht direkt in Wasserstoff umzuwandeln und damit einen neuen Weg der Speicherung von Energie aus Sonne aufzuzeigen. Bei der künstlichen Photosynthese wird Lichtenergie genutzt, um energiereiche chemische Verbindungen zu erzeugen.
In diesem Fall haben die Forscher mit einer einfachen Solarzelle fast 5 % der Solarenergie chemisch in Form von Wasserstoff gespeichert. Bis zu 9 % Wirkungsgrad seien jedoch zukünftig möglich. An Systemen zur künstlichen Photosynthese wird schon länger geforscht, da diese den Vorteil hat, keine Verluste durch gekoppelte Verfahren hervorzurufen, wie z.B. herkömmliche Techniken, bei denen Strom aus Windenergieanlagen oder Solarzellen erzeugt wird und dann dazu genutzt wird, durch Elektrolyse Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten: Der Wasserstoff wird dann direkt oder nach einer weiteren Umwandlung in Methan zur Energieerzeugung genutzt. Bisher ist diese Form der Speicherung von Grünstrom noch relativ kostspielig. Die von den Berliner Wissenschaftlern verwendete Solarzelle aus Silizium wird mit einer Schicht aus Metalloxid kombiniert. Diese Schicht kommt in Kontakt mit einer zusätzlichen Wasserschicht. Wenn Sonnenlicht auf die Zelle fällt, entsteht zwischen dem Metalloxid und der Solarzelle eine Spannung. Die Wassermoleküle werden aufgespalten und es entstehen Wasserstoff und Sauerstoff. Die Energie in Form von Wasserstoff könnte damit nachts zur Verfügung stehen, in Brennstoffzellen von Autos zum Einsatz kommen oder direkt ins Erdgasnetz eingespeist werden.

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