UniCat-Forscher an neu bewilligtem BMBF-Verbundprojekt zur Erzeugung von Wasserstoff beteiligt
Fünf Wissenschaftler des Exzellenzclusters UniCat sind an dem Forschungsnetzwerk „Energie für die Zukunft - Photokatalysierte Spaltung von Wasser zu Wasserstoff (Light2Hydrogen)" beteiligt.
Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Programms „Spitzenforschung & Innovation in den neuen Ländern" mit einer Gesamtsumme von zehn Millionen Euro über fünf Jahre gefördert. Geleitet wird das Forschungsnetzwerk, dem neun Einrichtungen angehören, vom Leibniz-Institut für Katalyse in Rostock.
Das Netzwerk besitzt zwei regionale Schwerpunkte - einen in Rostock/Greifswald und einen in Berlin/Brandenburg. „Das Gesamtziel des Forschungsvorhabens ist die direkte photokatalytische Herstellung von Wasserstoff aus Wasser mithilfe von Sonnenlicht und damit einhergehend erste technische Anwendungen“, sagt TU-Professor Matthias Drieß, der das Projekt für den Berliner Raum koordiniert und Sprecher des Exzellenz-clusters UniCat ist. Das Exzellenzcluster „Unifying Concepts in Catalysis“ (UniCat) wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Rahmen der Exzellenzinitiative von Bund und Ländern gefördert.
Die Herausforderungen der UniCat-Forscher bestehen in der Synthese und im Testen von Kohlenstoffnitrid, das in einer dem Grafit ähnlichen Schichtstruktur vorliegt. Die Lichtquantenausbeute soll von zurzeit 0,1 Prozent auf 15 Prozent erhöht werden.
Dazu soll das sichtbare Licht stärker ausgenutzt werden, indem der Absorptionsbereich von derzeit 450 Nanometern auf 600 Nanometer vergrößert wird. Dies wird durch Dotierungen (Einbringen von Fremdatomen) und die Verbindung mit hochporösen und transparenten Halbleiteroxid-Filmen erreicht.
Des Weiteren wird die Entwicklung von geeigneten Photo-Reaktoren in Angriff genommen, die in der Lage sind, das hochexplosive Knallgasgemisch zu trennen.
Naheliegend ist aber auch die direkte Erzeugung von Methanol, Ethanol, Ameisensäure sowie deren Derivaten durch Hydrierung des Treibhausgases Kohlendioxid (CO2) mit dem zuvor photokatalytisch erzeugten Wasserstoff. Dadurch würde eine stoffliche Verwertung des Kohlendioxids möglich: Perspektivisch wäre dies eine Alternative zur unterirdischen Speicherung dieses Treibhausgases.
Noch immer werden fast 90 Prozent der weltweit jährlich verbrauchten Energie (13 Terawatt) aus fossilen Ressourcen gewonnen. Die ausreichende, sichere und umweltverträgliche Bereitstellung von Energie ist aber Grundvoraussetzung für eine zufriedenstellende Lebensqualität der Menschen und stellt gegenwärtig und zukünftig eine der größten globalen Herausforderungen dar.
Dieses ambitionierte Forschungsvorhaben wird von Professor Matthias Beller, dem Direktor des Leibniz-Instituts für Katalyse in Rostock, geleitet. Die fünf beteiligten UniCat-Wissenschaftler sind Professor Matthias Drieß, Professor Siegfried Blechert und Professor Reinhard Schomäcker vom Institut für Chemie der TU Berlin sowie Professor Markus Antonietti und Dr. Arne Thomas vom Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam.
Zur wirtschaftlichen Umsetzung sind zwei kleine und mittlere Unternehmen aus Mecklenburg-Vorpommern in das Netzwerk eingebunden. Darüber hinaus sind die international agierenden Unternehmen Enerday GmbH / Webasto AG, Süd-Chemie AG und Evonik AG durch Mitgliedschaft in dem projektbegleitenden Ausschuss assoziiert.
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