Die Innovation am künstlichen Pflanzenblatt sind neuartige Elektroden.
ETH Lausanne
Schweizer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben ein solarbetriebenes Gerät entwickelt, das Wasser aus der Luft nimmt und es in Wasserstoff umwandelt. Die dafür genutzte Technologie lässt sich einfach herstellen und in grossem Massstab einsetzen.
Ein Team von Ingenieurinnen und Ingenieuren der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) hat sich für dieses neue Gerät von Pflanzenblättern inspirieren lassen, wie es in der am Mittwoch im Fachmagazin «Advanced Materials» erschienen Studie dazu hiess.
Neuartige Elektroden
Wenn das Gerät dem Sonnenlicht ausgesetzt wird, nimmt es Wasser aus der Luft auf und produziert Wasserstoff. Der so auf umweltfreundliche Art produzierte Wasserstoff könnte künftig als Treibstoff eingesetzt oder für die langfristige Speicherung von Sonnenenergie verwendet werden, schrieben die Autoren in der Studie.
Die Innovation am künstlichen Pflanzenblatt sind neuartige Elektroden, die zwei wichtige Eigenschaften haben: Sie sind porös, um den Kontakt mit dem Wasser in der Luft zu maximieren, und transparent, um die Sonneneinstrahlung auf die Halbleiterbeschichtung zu maximieren.
Ertrag des Prototyps «bescheiden»
In seiner derzeitigen Form kann der Prototyp bereits Wasserstoff produzieren, wenn man ihn der Sonne aussetzt. Jedoch räumen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ein, dass der Wirkungsgrad der Umwandlung von Sonnenenergie in Wasserstoff bisher noch «bescheiden» sei. In einem nächsten Schritt soll der Prototyp deshalb optimiert werden. Dazu gehört zum Beispiel die Bestimmung der idealen Faser- und Porengrösse sowie der am besten geeigneten Materialien.
Um diese neuartigen Elektroden herzustellen, haben die Forscherinnen und Forscher Glasfasern bei hohen Temperaturen miteinander verschmolzen. Die so entstandenen Plättchen wurden mit mit einer dünnen Schicht aus fluorverstärktem Zinnoxid beschichtet – ein Material, das für seine Leitfähigkeit, seine Robustheit und die einfache Massenproduktion bekannt ist. Die Platte wurde anschliessend mit einer weiteren Beschichtung versehen: einem dünnen Film aus lichtabsorbierenden Halbleitermaterialien.
