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)

Deutschland erwartet Rekord bei Produktion vollelektrischer Autos

Deutschland erwartet Rekord bei Produktion vollelektrischer Autos CATI E-mobility Dashboard Prognose für 2023Für 2023 sind bei der Produktion von vollelektrischen Fahrzeugen in Deutschland...

8. SMART CITY LOGISTIK Kongress

Für die Zukunft ökologischer gewerblicher LogistikAm 10. und 11. Mai fand im Volkshaus Jena der 8. SMART CITY LOGISTIK Kongress statt. Nach Angaben der Veranstalter kamen etwa 140 Teilnehmer aus Politik, Wirtschaft und Forschung für dieses deutschlandweit einzigartige...

Computer System GmbH Ilmenau: IT-Sicherheit ist kein Zustand, sondern ein ständiger Prozess

Computer System GmbH IlmenauIT-Sicherheit ist kein Zustand, sondern ein ständiger ProzessEs sollte mittlerweile bei den meisten Unternehmern im Mittelstand angekommen sein, dass IT-Sicherheit ein Thema ist, mit dem sich alle aktiv auseinandersetzen müssen. Sehr oft...

Forschen mit bester Aussicht

Leibniz-HKI in Jena: Forschen mit bester AussichtGemeinsam mit Vertreterinnen und Vertretern aus Wissenschaft und Politik feierte das Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut (Leibniz-HKI) die Einweihung des jüngsten...

Hochschule Schmalkalden (HSM): Tough times, tougher ladies and guys Wie der Werkzeugbau mit aktuellen Herausforderungen umgeht

Hochschule Schmalkalden (HSM)Tough times, tougher ladies and guys Wie der Werkzeugbau mit aktuellen Herausforderungen umgeht  Der Werkzeugbau umfasst die Entwicklung, Fertigung und...

KOMOS GmbH und Batix Software GmbH: Smart-Home-Joint Venture + sniQQ

KOMOS GmbH und Batix Software GmbHSmart-Home-Joint Venture + sniQQSmart-Home-Technologien machen den Alltag komfortabler, sicherer und effizienter. Mit dem neuen Produkt des Joint-Ventures...

Rapidtech 3D und Quantum Photonics 2026 mit Vielfalt additiver Technologien

Rapidtech 3D und Quantum Photonics: Neue Impulse für Thüringer IndustrieMit einer Kombination aus Kongress, Fachausstellung, Technical Deep Dives und Panel Diskussionen zeigt die Rapidtech...

Hier ist Dr. Chatbot, was kann ich für Sie tun?

Hier ist Dr. Chatbot, was kann ich für Sie tun? Künstliche Intelligenz oder persönliche BeratungViele Menschen ziehen inzwischen das Internet zu Rate, wenn es um medizinische Fragen geht....

Wie kann man chemische Strukturen maschinenlesbar machen?

Wie kann man chemische Strukturen maschinenlesbar machen? Jenaer Forschungsteam entwickelt KI-ToolEs gibt sie immer noch: Dinge, die Menschen besser können als die Künstliche Intelligenz...

Fraunhofer IOF bekommt mehr Raum für Quantenforschung

Fraunhofer IOF bekommt mehr Raum für QuantenforschungDas Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF bekommt ein neues Forschungsgebäude.15. Juli 2021: Grundsteinlegung am Beutenberg mit Thüringens Ministerpräsidenten Bodo Ramelow | Foto: IOFMit...
Share This