Methanol und Wasserstoff sind die wichtigsten Treibstoffe zum Betrieb von Brennstoffzellen. Wird Wasserstoff derzeit noch zu über 90 Prozent aus Erdgas gewonnen, denken Forscher über saubere, klimaneutrale Gewinnungsmethoden nach. Ohne den Umweg über Strom aus regenerativen Quellen zu gehen, kann Wasserstoff auch direkt mit Sonnenlicht erzeugt werden. Einen neuen Katalysator für diesen Prozess stellen nun amerikanischen Forscher auf der Herbsttagung der American Chemical Society in Washington vor.
“Lichtenergie wird durch dieses Verfahren in chemische Energie umgewandelt”, sagt Karen Brewer von der Virgina State University. Dabei braucht man – ebenso wie bei der Wasserstoff-Produktion – einen Überschuss an Elektronen. Diese werden von den Wasserstoffionen im Wasser aufgenommen, so dass sie sich vom Sauerstoff trennen können.
Ort des Geschehens ist nun ein katalytisch wirkendes Makromolekül eines Metallkomplexes mit den Elementen Ruthenium und Rhodium. Strahlt nun Licht in Gegenwart von Wasser auf diesen Komplex, konzentriert er Elektronen. Diese stehen dann für die Aufspaltung des Wassers zur Verfügung.
Noch bewegen sich die Forscher in einer frühen Phase dieser Experimente. Es geht erst darum, prinzipiell diesen Spaltungsprozess genau zu verstehen. Gedanken über einen optimierten Wirkungsgrad werden später folgen. Gelingt es, diesen Prozess wirtschaftlich zu gestalten, wäre der Umweg über elektrischen Strom überflüssig. Alternativ zu einer stromerzeugenden Solarzelle könnte dann ein solcher Katalysator den Wasserstofftank einer Brennstoffzelle per Sonnenlicht wieder auffüllen. Doch werde bis dahin noch einige Jahre Forschungsarbeit nötig sein.
Jan Oliver Löfken
