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)

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...

Wasserstoff-Forschung bringt neue Impulse für mittelständische Wirtschaft in Thüringen

Wasserstoff-Forschung bringt neue Impulse für mittelständische Wirtschaft in ThüringenMit dem Institut für Angewandte Wasserstoff-Forschung Sonneberg (HySON) bündeln nunmehr zehn Forschungseinrichtungen unter dem Dach des Forschungs- und Technologieverbundes Thüringen...

Achtsamkeit fängt bei der eigenen Gesundheit an

Achtsamkeit fängt bei der eigenen Gesundheit an: die häufigsten Manager-Erkrankungen Herzprobleme, Fettleber, Nieren­be­schwer­den und Diabetes – Men­schen, die sich beruflich viel...

GEWES – Gelenkwellenwerk Stadtilm GmbH: setzt mit innovativer Antriebstechnik neue Maßstäbe

Made in Thüringen auf hoher SeeGEWES setzt mit innovativer Antriebstechnik neue MaßstäbeSeit 1947 entwickelt und fertigt GEWES in Stadtilm kardanische Gelenkwellen. Als einer der...

Zwischen Zukunftsversprechen und Realitätssinn: Wasserstoff in der Wärmewende

Zwischen Zukunftsversprechen und Realitätssinn Wasserstoff in der WärmewendeWer heute über kommunale Wärmeplanung spricht, kommt an Wasserstoff kaum vorbei. Doch welche Rolle kann das viel...

Kann ein Leichtmetallgießer noch innovativer werden?

ae group agKann ein Leichtmetallgießer noch innovativer werden?Die ae group ag realisiert als erster Leichtmetall-Druckgießer in Europa CO2-neutrale Produktion1980 als DRM Druckguss GmbH gegründet und 2003 zur heutigen ae group ag umgewandelt: Mit der Erfahrung von...

GKN Sinter Metals GmbH: Pionierarbeit aus Thüringen für einen Weltkonzern

GKN Sinter Metals GmbH Bad Langensalza Pionierarbeit aus Thüringen für einen Weltkonzern Dass aus Thüringen viele gute Ideen kommen, ist allgemein bekannt. Die Liste der „Hidden...

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...

HERMES: TU Ilmenau entwickelt mobilen Roboter für automatisierte Warenerfassung

HERMES: TU Ilmenau entwickelt mobilen Roboter für automatisierte Warenerfassung Projekt „HERMES" vereint Robotik und RFID-Technologie – Land fördert mit rund einer Million EuroEin Roboter,...

Hochschule Schmalkalden: Die Vermessung des Klimas. Über Crowdsourcing als Instrument der Meteorologie

Hochschule Schmalkalden (HSM)Die Vermessung des Klimas. Über Crowdsourcing als Instrument der Meteorologie.Uns mittlerweile vertraute Begriffe wie Extremtemperaturen und Hitzeinseln machen...
Share This