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)

Wir wären verrückt, wenn wir das nicht nutzen würden

Wir wären verrückt, wenn wir das nicht nutzen würdenDie vergangenen eineinhalb Jahre haben die Arbeitswelt auf den Kopf gestellt.Wolfgang Struensee, Experte und Coach für Führungskompetenz | Foto: CrestcomProjektmanagement aus dem Homeoffice, Onlinekommunikation,...

STIFT-Vorständin Christiane Kilian im Interview zu 25 Jahren Innovationspreis Thüringen

STIFT-Vorständin Christiane Kilian im Interview zu 25 Jahren Innovationspreis Thüringen Erfolge würdigen, Mut machen und Impulse setzenEr gilt als bundesweit wichtigster und...

Mit ZO.RRO auf dem Weg zur klimaneutralen und CO2-freien Produktion

Mit ZO.RRO auf dem Weg zur klimaneutralen und CO2-freien ProduktionDas größte Thüringer Forschungsprojekt für die CO2-freie Energieversorgung in der Industrie (ZO.RRO) startet in seine zweite Phase. Für die beteiligten Thüringer Unternehmen beginnen nun die...

Expertenkommission schlägt Zukunftsausschuss vor

Expertenkommission schlägt Zu­kunfts­aus­­schuss vor Silodenken in der Bundes­re­gier­ung?Die Expertenkommission Forschung und Innovation (EFI) hat der Bundes­regierung Silodenken...

Hochmoderne Forschung und Lehre dank 5G-Netz

Hochmoderne Forschung und Lehre dank 5G-NetzDie Technische Universität Ilmenau plant die Errichtung eines 5G-Mobilfunknetzes auf ihrem Campus, um hochmoderne Forschung und Lehre zu...

LiST – Life Sciences Thüringen: Neues Online-Portal zeigt Stärken der Life Sciences in Thüringen

LiST – Life Sciences ThüringenNeues Online-Portal zeigt Stärken der Life Sciences in ThüringenDas Land Thüringen verfügt über eine lebendige, innovative und breit aufgestellte Life-Sciences-Branche. Für Unternehmen aus aller Welt ergeben sich damit vielfältige...

Zwölf Start-ups pitchen sich zum Erfolg

Zwölf Start-ups pitchen sich zum ErfolgDie Gewinner des Gründerwettbewerbs „get started 2gether“ profitieren von Rundum-Betreuung durch wirtschaftsnahe Forschungseinrichtungen.Den mit 1.000 Euro dotierten Publikumspreis für den besten Pitch gewannen die beiden Gründer...

32,52 Millionen Euro für vier Wohnungsbauvorhaben in Eisenach

32,52 Millionen Euro für vier Wohnungsbauvorhaben in Eisenach Staatssekretärin Barbara Schönig übergibt Förderbescheid an Städtische Wohnungsgesellschaft (SWG) in EisenachEisenach, Georgenstraße: Im Beisein von Eisenachs Oberbürgermeisterin Katja Wolf (Bild, 2. von...

Transformation der Lieferketten: Komplexität, Resilienz und Nachhaltigkeit als Herausforderungen

Komplexität, Resilienz und Nachhaltigkeit als Herausforderungen Transformation der LieferkettenDie globale Wirtschaft befindet sich in einem tiefgreifenden Wandel. Megatrends wie die...

Mit SPAICER auf dem Weg zur „idealen Produktion“

Mit SPAICER auf dem Weg zur „idealen Produktion“In Erfurt fand am 5. und 6. April ein weiteres Konsortialtreffen des SPAICER-Projekts statt. Dabei handelt es sich um ein Vorhaben, dass Unternehmen zu mehr Resilienz gegenüber Störungen in der Produktion oder den...
Share This