Neuartiges Molekül speichert Energie aus Licht

Abbildung eines Photoreakter, wo Lichtenergie in einem neu entwickelten Molekül gespeichert wurde, © Heiko Grandel
Lichtenergie in einem neu entwickelten Molekül gespeichert, © Heiko Grandel

Anstatt per Elektrolyse lässt sich Wasserstoff auch photochemisch erzeugen. Ein Forschungsteam der Universität Ulm hat ein Molekül entwickelt, das die Energie aus dem Licht zunächst speichert, indem es von einem anderen Molekül freigesetzte Elektronen festhält. Den Wasserstoff kann man dann damit zu einem späteren Zeitpunkt nach Bedarf herstellen.

Bei dem neuartigen Molekül handelt es sich um eine „kovalente Photosensibilisator-Polyoxometalat-Dyade“. Dyade bedeutet dabei, dass die Verbindung zwei Funktionen erfüllt: Ein Teil des Moleküls ist für die Übertragung von Elektronen zuständig, ein anderer speichert die Energie. Die genaue Bezeichnung des Moleküls kommt in der Veröffentlichung nicht vor. „Der Name wäre etwa vier Zeilen lang“, erklärt Prof. Sven Rau vom Institut für Anorganische Chemie der Universität Ulm.

Die Substanz ist bei Umgebungsbedingungen flüssig, was die Lagerung vereinfacht. Bringt man sie mit einem Stoff, der bei Lichteinfluss Elektronen abgibt, zusammen, nimmt jedes Speichermolekül zwei Elektronen auf. Speichert man den Stoff bei Dunkelheit und unter Luftabschluss, halten die Moleküle die Elektronen fest. Sie lassen sie erst wieder los, wenn man positive Wasserstoffionen (H+) dazugibt. Das kann zum Beispiel mit einer Säure geschehen. Im Experiment nutzten die ForscherInnen Schwefelsäure.

Die Wasserstoffionen reagieren mit den gespeicherten Elektronen zu Wasserstoff. Die Reaktion des zentralen Moleküls ist reversibel. Das heißt, es kann immer wieder mit Elektronen be- und entladen werden. Das Forschungsteam um Prof. Rau hat damit als erstes gezeigt, wie man Wasserstoff nicht nur mithilfe von Licht erzeugen, sondern diese Reaktion auch noch zeitlich so steuern kann, dass sie als Energiespeicher nutzbar ist.[…]

… gekürzte Online-Version
Den kompletten Fachbericht finden Sie in der aktuellen Ausgabe des HZwei-Magazins.

Autorin: Eva Augsten

HOC

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