Solarbatterie: Makromolekül speichert Sonnenenergie für die Nacht
Ein Forschungsteam der Universitäten Ulm(öffnet im neuen Fenster) und Jena(öffnet im neuen Fenster) hat einen Elektronenspeicher auf Basis eines wasserlöslichen Copolymers entwickelt. Solche Makromoleküle, die aus organischen Bausteinen zusammengesetzt sind, lassen sich gezielt mit bestimmten Funktionen ausstatten.
Die damit erzeugte Flüssigkeit wird durch Lichteinstrahlung zu einer starken Säure, die sich durch Elektronenüberschuss auszeichnet. Nach Zugabe einer weiteren Säure und eines Katalysators wird Wasserstoff erzeugt, schließlich sind es positiv geladene Wasserstoffatome beziehungsweise Protonen, die für die Eigenschaften von Säuren verantwortlich sind.
Gezielt steuerbare Reaktion
Laut der Forschungsgruppe kann dieser Vorgang gezielt gestartet und gestoppt werden, um einen Speicher je nach Bedarf zu nutzen. Anschließend kann die neutralisierte Lösung wieder belichtet und aufgeladen werden. Auch hierzu muss lediglich in den pH-Wert des Systems eingegriffen werden.
Zudem soll der Vorgang gut beobachtbar sein. In unaufgeladenem Zustand ist die Flüssigkeit gelb und färbt sich bei Energieaufnahme violett. Der Wirkungsgrad des Prozesses soll bei 72 Prozent liegen, was für die Herstellung von Wasserstoff mittels Licht ein bemerkenswert hoher Wert ist. Allerdings wurde gezielt mit einer bestimmten Wellenlänge gearbeitet, so dass direkte Vergleiche mit Vorgängen im natürlichen Sonnenlicht nicht angestellt werden können.
Veränderte Verfügbarkeit von Wasserstoff
Noch beruht das System allein auf Laborversuchen, mit künstlichem Licht und unter kontrollierten Bedingungen. Ulrich Schubert, zusammen mit Sven Rau verantwortlicher Autor der Studie, die in Nature Communications(öffnet im neuen Fenster) veröffentlicht wurde, hält eine industrielle Nutzung perspektivisch für möglich.
So sei es vorstellbar, mit dem entwickelten Copolymer eine kostengünstige und skalierbare Speichertechnologie zu entwickelt. Eine verlässliche Versorgung mit grünem Wasserstoffe könnte sich dadurch realisieren lassen. Unter anderem war es in den Experimenten gelungen, den Wasserstoff bis zu drei Tage nach dem Aufladen mit minimalen Verlusten zu entnehmen.
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