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)

Industriegebiet „Alte Kyffhäuserhütte“: Finnen planen Standort für Batterie-Recycling in Artern

Finnen planen Standort für Batterie-Recycling in Artern Industriegebiet „Alte Kyffhäuserhütte“Thüringen ist weiter auf dem Weg, führender Batterie-Standort in Deutschland zu sein. Das hat...

Inverso: Top IT-Provider made in Thüringen

Inverso: Top IT-Provider made in ThüringenInverso: Stark in der SparkassenfinanzgruppeIT made in Thüringen? Die Inverso GmbH hat inzwischen den Hauptsitz in München, gegründet wurde sie...

Quantenkommunikation: Wie Nordhausen zum Sicherheitsknoten für Europa wird

Quantenkommunikation: Wie Nordhausen zum Sicherheitsknoten für Europa wird Forschungsprojekt QUANT-GPICz an der Hochschule NordhausenMit dem Kick-off von QUANT-GPICz entsteht unter Leitung...

Programm „Thüringen MOTIVation“ bündelt gesamte Innovationsförderung

Programm „Thüringen MOTIVation“ bündelt ge­sam­te Innovations­förderungDas Wirtschaftsministerium bündelt jetzt die gesamte Innovations­för­derung im Programm...

Cornelius Ober GmbH: Energie- und Fördermittelberatung aus einer Hand

Cornelius Ober GmbHEnergie- und Fördermittelberatung aus einer HandDie in Eisenach beheimatete Cornelius Ober GmbH hat sich in den zurückliegenden Jahren einen hervorragenden Ruf in Sachen Energieberatung für Unternehmen, Privatpersonen und öffentliche Einrichtungen...

get started 2gether 2026: Wie Thüringen seine Start-ups in die nächste Liga hebt

Technologie trifft Unternehmergeist: Wie Thüringen seine Start-ups in die nächste Liga hebtWenn aus Ideen belastbare Geschäftsmodelle werden sollen, entscheidet sich oft in wenigen...

TITV Greiz: Forschung an Hightech-Textilien vorgestellt

Forschung an Hightech-Textilien vorgestellt Tag der offenen Tür im TITV GreizWenn es um Hightech-Textilien geht, ist das Textilforschungsinstitut Thüringen-Vogtland e.V. (TITV) in Greiz...

Optimierung der Energieeffizienz und Wartung mittels Sensorik und Künstlicher Intelligenz

Gastbeitrag: IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbHOptimierung der Ener­gieeffizienz und Wartung mittels Sensorik und Künst­licher Intelligenz...

Gastbeitrag von Anke Geyer: Nachhaltigkeit in Zentralklinik Bad Berka

Nachhaltigkeit in KlinikenZentralklinik Bad Berka: Ideologiefrei Potenziale ausschöpfenKliniken haben anspruchsvolle Aufgaben. Die Patientenversorgung, medizinische Forschung und...

Nordthüringen regenerativ

„Nordthüringen regenerativ“ Mit klarer Haltung in die EnergiezukunftNordthüringen macht ernst. Wer in diesen Tagen auf die drei Landkreise zwischen Unstrut, Kyffhäuser und Südharz schaut,...
Share This