Lesedauer: 3 Minuten

Hochleistungsbauelemente für die solare Wasserstoffgewinnung

Ein innovativer Ansatz aus Ilmenau

Die Technische Universität Ilmenau (TU Ilmenau) spielt eine zentrale Rolle bei der Entwicklung von Hochleistungsbauelementen für die photoelektrochemische (PEC) Herstellung von Wasserstoff aus Sonnenenergie.

Das Bundesforschungsministerium (BMBF) fördert eine neue Nachwuchsgruppe um Dr. Agnieszka Paszuk, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Fachgebiet Grundlagen für Energiematerialien der TU Ilmenau. | Fotos: TU Ilmenau/Michael Reichel

Im Institut für Physik der TU Ilmenau arbeitet eine von sieben vom Bundesforschungsministerium geförderten Nachwuchsforschungsgruppen im Rahmen der Fördermaßnahme SINATRA daran, die Oberflächen von Halbleitern gezielt zu manipulieren. Im Projekt PARASOL („Passivierungsschutzschichten für Multiabsorber: Hochleistungsbauelemente für die photoelektrochemische Herstellung von Solarbrennstoffen“) entwickeln Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um Dr. Agnieszka Paszuk dünne, stabile und effiziente Schutzschichten aus Metalloxiden für PEC-Zellen.

Die Vision: Grüne Energie aus Sonnenlicht

Die globale Energieversorgung steht vor großen Herausforderungen. Weltweit suchen Forschende deshalb nach Alternativen zu den herkömmlichen fossilen Energieträgern. Fossile Brennstoffe sind endlich, klimaschädlich und teuer. Daher ist die Entwicklung nachhaltiger und sauberer Energiequellen von immenser Bedeutung. Solare Brennstoffe, die mithilfe von Sonnenenergie erzeugt werden, bieten eine vielversprechende Lösung. Insbesondere grüner Wasserstoff, der durch PEC-Prozesse gewonnen wird, gilt als Energieträger der Zukunft.

Herausforderungen und Ansatz

Als Königsweg zur Produktion solarer Brennstoffe gelten sogenannte photoelektrochemische Zellen. Um zum Beispiel Wasserstoff herzustellen, werden Wassermoleküle in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten. Dies geschieht mithilfe halbleiterbasierter Materialien: Sie absorbieren im Halbleiter die Sonnenenergie, die in Elektronen umgewandelt werden, die sich, genau wie die Elektronen im Strom, zum gewünschten Gerät bewegen können, um es mit Energie zu versorgen – der entscheidende Schritt für die Gewinnung von „sauberer“ elektrischer Energie.

Das Projekt PARASOL

Das Forschungsteam der TU Ilmenau fokussiert sich daher auf die gezielte Manipulation der Halbleiteroberflächen. Im Projekt PARASOL entwickeln sie dünne, stabile und effiziente Schutzschichten aus Metalloxiden für PEC-Zellen.

Schlüssel zum Erfolg: Grenzflächen auf atomarer Ebene

Um die Stabilität und Effizienz der Zellen zu maximieren, untersuchen die Forscher die Grenzflächen auf atomarer Ebene. Dies geschieht im Zentrum für Mikro- und Nanotechnologien der TU Ilmenau mithilfe modernster Technologie.

Ein weiterer wichtiger Schritt: Realistische Arbeitsbedingungen

Neben der Optimierung der Grenzflächen müssen die PEC-Zellen auch unter realistischen Arbeitsbedingungen im Kontakt mit einem Elektrolyten, untersucht werden. Dies ist notwendig, um die komplexen Verluste der Photospannung und die Ladungsträgerdynamik an den Grenzflächen zu verstehen.

Das Projekt ‚PARASOL‘ wird in den nächsten sechs Jahren mit rund 2,8 Millionen Euro in der Förderrichtlinie SINATRA (Nachwuchsgruppen für „Künstliche Photosynthese“ und „Nutzung alternativer Rohstoffe zur Wasserstofferzeugung“) unterstützt. | Foto: Fotoquelle

Erwartungen und Potenzial

Das „SINATRA: PARASOL“-Projekt hat das Potenzial, die solare Wasserstoffproduktion grundlegend zu verbessern. Gelingt das Projekt, könnte die wettbewerbsfähige Umwandlung von Sonnenenergie in grünen Wasserstoff vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in der Energieversorgung, der Industrie und der Gesellschaft eröffnen.

Unser Fazit

Die Forschung der TU Ilmenau im Bereich der PEC-Zellen leistet einen richtungsweisenden Beitrag zur Entwicklung nachhaltiger und sauberer Energiequellen. Die innovativen Ansätze des Projekts PARASOL könnten einen Meilenstein auf dem Weg zur Wasserstoffwirtschaft der Zukunft darstellen. (tl)

Experiment aus Jena wird Teil der NASA-Mission Artemis II

Experiment aus Jena wird Teil derNASA-Mission Artemis II Thüringer Studenten schicken Elektronik ins AllWas bislang eher nach Science-Fiction klang, wird für fünf junge Forscher aus Jena...

Say Hi to AI

Say Hi to AI Aus Souveränität entsteht Mut zur Innovation.Christian Bredlow steht für einen positiven Umgang mit KI. Denn nur wer die technologischen Möglichkeiten kennt und versteht, kann...

Chancengerechtigkeit als strategischer Erfolgsfaktor

Chancengerechtigkeit als strategischer Erfolgsfaktor LEG erneut vom Nachhaltigkeitsabkommen Thüringen (NAT) ausgezeichnetHitzesommer, langanhaltende Dürreperioden, Starkregen oder...

Schlüssel zu ökonomischer Stärke

Schlüssel zu ökonomischer Stärke Expertenrat sieht dringenden HandlungsbedarfDeutschland und die EU drohen bei digitaler Technologie den Anschluss zu verlieren. Zu diesem Schluss kommen die Mitglieder der Expertenkommission Forschung und Innovation (EFI) in ihrem...

Ein Innovationsnetzwerk für den Digitalstandort Jena

Ein Innovationsnetzwerk für den Digitalstandort Jena26 Unternehmen und Institutionen aus Jenas Digitaler Wirtschaft, Wissenschaft und Verwaltung haben den Verein Jena Digital gegründet.Jena Digital gegründet | Foto: JenaWirtschaft - Tina PeißkerMit dem Verein wird ein...

Initiative Erfurter Kreuz, Ilm Kreis und goFLUX Mobility

Pilotprojekt „goFLUX-Mitfahr-App“ Initiative Erfurter Kreuz, Ilm Kreis und goFLUX MobilityNeue App unterstützt bei Bildung von Fahrgemeinschaften für den Weg zur Arbeit(v.l.n.r.) Stefan...

JASAA GmbH und Batix Software GmbH: Wissen ist nachhaltiger Erfolg

JASAA GmbH und Batix Software GmbHWissen ist nachhaltiger ErfolgDie JASAA GmbH ist ein Pa­ra­de­beispiel für unter­nehmer­ischen Mut – auch in Kri­sen­zeiten. Mit...

Neue Methoden gegen Kohlenstoffdioxid-Ausstoß

Kohlendioxid zurückgewinnen und nutzen Forschungsgruppe aus Jena entwickelt neue Methoden gegen Kohlenstoffdioxid-AusstoßWer das Klima schützen will, muss dafür sorgen, dass weniger...

EVN und Buderus: Gemeinsam die Wärmewende gestalten

EVN und Buderus Gemeinsam die Wärmewende gestalten Die Transformation der Energieversorgung fordert Stadtwerke und Energieversorger gleichermaßen heraus. Neben dem Umbau technischer...

Nordthüringen startet Kampagne gegen Fachkräftemängel

Nordthüringen startet Kampagne gegen FachkräftemängelDas Regionalmanagement Nordthüringen hat Mitte August den offiziellen Startschuss für seine Image-Kampagne „Jobmarathon Nordthüringen – 30 Berufe - ein Ziel“ gegeben. Dabei wird die 23-jährige Jobbloggerin Franziska...
Share This