Photokatalysator Halbleiter spaltet Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff

Max-Planck-Forscher haben einen Katalysator entwickelt, der mithilfe von Sonnenenergie Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff spaltet.

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Wie die GDCh mitteilt, haben Forscher des Max-Planck-Instituts für Bioanorganische Chemie einen Katalysator entwickelt, der mithilfe des Sonnenlichts Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff spaltet – Titandisilicid. Das Halbleitermaterial dient aber nicht nur als Photokatalysator, sondern speichert die Produktgase und trennt Wasserstoff und Sauerstoff.

Halbleiter als effiziente Photokatalysatoren

„Als Photokatalysatoren geeignete Halbleitermaterialien sind bisher schlecht verfügbar, haben ungünstige Lichtabsorptionscharakteristika oder zersetzen sich während der Reaktion“, erklärt Martin Demuth vom Max-Planck-Institut für Bioanorganische Chemie die bisherigen Probleme. Er und sein Team schlagen nun eine Halbleiterklasse vor, die bisher nicht für solche Zwecke verwendet wurde: Silicide. Beispielsweise Titandisilicid (TiSi2) absorbiert das Material Licht in einem breiten Bereich des Sonnenspektrums, ist sehr gut zugänglich und kostengünstig.

Zu Beginn der Reaktion sorgt eine leichte Oxidbildung am Titandisilicid für die Bildung der notwendigen katalytisch aktiven Zentren. Der Katalysator spaltet laut Demuth Wasser mit einem höheren Wirkungsgrad als die meisten anderen Halbleitersystem, die mit Licht arbeiten.

Leichte Gewinnung von Wasserstoff und Sauerstoff

Trotz seiner vergleichsweise geringen Speicherkapazität ist Titandisilicid technisch interessant: Um den Wasserstoff freizusetzen, muss wesentlich weniger Wärme zugeführt werden. Der gespeicherte Sauerstoff wird bei Temperaturen über 100 °C und Dunkelheit freigesetzt. Für die Weiterentwicklung und Vermarktung dieser patentierten Prozesse hat Demuth zusammen mit deutschen, amerikanischen und norwegischen Partnern eine Firma mit Sitz in Lörrach gegründet.

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