Mehr solarer Wasserstoff
Nanostrukturierung erhöht Effizienz von metallfreien Photokatalysatoren.
Eine der großen Herausforderungen der Energiewende ist es, auch dann Energie zu liefern, wenn die Sonne nicht scheint. Ein Lösungsansatz ist die Wasserstoffproduktion mithilfe von Sonnenlicht durch die Aufspaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Wasserstoff ist ein guter Energiespeicher und vielseitig verwendbar. Allerdings funktioniert die Wasserspaltung nicht einfach von selbst: Damit Licht Wassermoleküle zerlegen kann, sind Katalysatoren nötig. Einer der besten Katalysatoren ist Platin. Weltweit suchen Forschungsteams nach preisgünstigeren Alternativen. Jetzt hat ein Team um Bin Zhang von der Tianjin University in China gemeinsam mit einem Team um Tristan Petit vom Helmholtz-
Abb.: Mit Sonnenlicht können PCN-Nanolagen Wasser aufspalten. (Bild: N. Meng, Tianjin U.)
Das chinesische Team ist auf die Synthese von polymeren Kohlenstoffnitriden, kurz PCN, spezialisiert, die als gute Katalysatorkandidaten für die Wasserstoffproduktion gelten. Dabei bilden die PCN-
Petit und sein Team untersuchten an BESSY II nun mit röntgenspektroskopischen Methoden eine Reihe dieser nanostrukturierten PCN-
„Damit konnten wir belegen, dass PCN als Katalysator für die solare Wasserstoffproduktion interessant ist, denn die jetzt erreichten Effizienzen kommen an die von anorganischen Katalysatoren heran“, erklärt Petit. „Außerdem zeigt diese Studie, wie sich mit Hilfe von Röntgenspektroskopie im weichen Röntgenbereich an BESSY II entschlüsseln lässt, welche Prozesse tatsächlich in diesen Photokatalysatoren ablaufen.“
HZB / RK