Ein entscheidender Beitrag zur Entwicklung der katalytischen Wasserspaltung mittels Photosynthese ist Wissenschaftern des ÖAW-Instituts für Biophysik und Nanosystemforschung am Synchrotron ELETTRA in Triest gelungen. Die Ergebnisse wurden gemeinsam mit italienischen und spanischen Forschern in der Online Ausgabe des Fachjournals "Nature Chemistry" publiziert [siehe unten].
Wasserstoff gilt für viele als wichtigster Energieträger der Zukunft. Die Herstellung eines Gerätes, das durch die photokatalytische Aufspaltung von Wasser eine kontinuierliche Produktion von Sauerstoff und Wasserstoff ermöglicht, ist Ziel der Forschung im Bereich der neuen Energien. Ein Erfolg auf diesem Gebiet würde die Herstellung von Wasserstoff garantieren, und mit diesem kohlenstofffreien Treibstoff könnte die Energieversorgung bei voller Umweltverträglichkeit, ohne Entstehung von Treibhausgasen, sichergestellt werden.
Im Rahmen einer internationalen, interdisziplinären Zusammenarbeit mehrerer italienischer und eines spanischen Instituts sowie dem Grazer Institut der Biophysik und Nanosystemforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) ist ein wichtiger Schritt in diese Richtung gelungen.
"Die Innovation lag im Einsatz von bioinspirierten, Sauerstoff abscheidenden Anoden, bestehend aus hierarchischen Strukturen: Vielwändige Kohlenstoffnanoröhrchen, die das leitende Bett der Elektrode bilden, wurden mit dem anorganischen Ruthenium-Katalysator beschichtet. Erst dieser Verbundwerkstoff ermöglicht die effiziente Wasseroxidation bei der künstlichen Photosynthese, die uns näher an eine Welt aus kohlenstofffreien Treibstoffen bringt", erklärt Heinz Amenitsch, Leiter der Außenstelle des Instituts für Biophysik und Nanosystemforschung am Synchrotron ELETTRA in Triest.
Die österreichische Kleinwinkelstreustrahlführung in Triest hat die entscheidenden Einblicke in die Nanostrukturen des Ruthenium Clusters, der aktiven Substanz auf den Nanoröhrchen, gebracht. "Nur durch den Einsatz dieser speziellen Röntgentechnik am Synchrotron ist die exakte Bestimmung der für die Photosynthese verantwortlichen Form des Rutheniumkomplexes ermöglicht worden", betont Heinz Amenitsch.
Nature Chemistry Artikel
Wasser ist die erneuerbare Massen-Chemikalie, die es der Natur ermöglicht, Kohlenhydrate aus Kohlendioxid zu produzieren.
Der Traum der Energieforschung ist es, diesen unglaublich effizienten Prozess in einem künstlichen System zur Energiegewinnung nutzen zu können, der durch katalytische Wasserspaltung eine kontinuierliche Produktion von Sauerstoff und Wasserstoff ermöglicht - und das ohne Belastungen für die Umwelt.
Der unten genannte Artikel beschreibt, wie stabile und sehr effiziente nanostrukturierte, sauerstoffliefernde Anoden durch Kombination eines anorganischen, sauerstoffentwickelnden Polyoxometallat-Clusters (Ruthenium-Katalysator) mit leitfähigen, mehrwandigen Kohlenstoff-Nanoröhren hergestellt werden können. Diese bioinspirierte Elektrode ist ein weiterer Schritt Richtung künstlicher Photosynthese und kohlenstofffreier Kraftstoffe.
Zusatzinformationen:
Francesca M. Toma, Andrea Sartorel, Matteo Iurlo, Mauro Carraro, Pietro Parisse, Chiara Maccato, Stefania Rapino, Benito Rodriguez Gonzalez, Heinz Amenitsch, Tatiana Da Ros, Loredana Casalis, Andrea Goldoni, Massimo Marcaccio, Gianfranco Scorrano, Giacinto Scoles, Francesco Paolucci, Maurizio Prato, Marcella Bonchio:
Efficient water oxidation at carbon nanotube - polyoxometalate electrocatalytic interfaces.
In: Nature Chemistry; online Veröffentlichung vom 08. August 2010, DOI 10.1038/nchem.761
Quelle: Österreichische Akademie der Wissenschaften, ÖAW
Aktualisiert am 10.08.2010.
Permalink: https://www.internetchemie.info/news/2010/aug10/kuenstliche-photosynthese-als-energiequelle.php
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