Durchbruch bei der Umwandlung und Speicherung von Sonnenenergie

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Haifa (Israel) - Mit Hilfe von Sonnenkraft und ultradünnen Filmen aus Eisenoxid - also Rost - haben israelische Wissenschaftler einen neuen Weg gefunden, Wassermoleküle in Wasserstoff und Sauerstoff aufzuspalten. Dieser Durchbruch könnte zu billigeren Wegen der Speicherung von Sonnenenergie in Form von auf Wasserstoff basierten Treibstoffen führen. Mit der Erfindung könnte den Forschern also ein Durchbruch in der Entwicklung wirksamer Ersatzstoffe fossiler Treibstoffe gelungen sein und Probleme bisheriger Photovoltaiktechnik stark reduziert werden.

Wie das Team um Prof. Avner Rothschild vom Department of Materials Science and Engineering am Technion - Israel Institute of Technology aktuell im Fachmagazin "Nature Materials" berichtet, ist es mit den neuen Ansatz erstmals gelungen, Licht in extrem dünnen Filmen aus Eisenoxid einzufangen, die 5.000 mal dünner sind als ein Blatt Papier, was einen hohen Effizienzgrad bei niedrigen Kosten ermögliche.

Eisenoxid ist ein bekanntes Halbleitermaterial, kostengünstig herzustellen, auch in Wasser stabil und im Gegensatz zu anderen Halbleitermaterialien wie etwa Silizium kann es Wasser oxidieren ohne dabei selbst zu oxidieren, korrodieren oder zu verfallen.

Die Entdeckung der Forscher könnte nun die Entwicklung von kostengünstigen Solarzellen ermöglichen, die ultradünne Eisenoxid-Photoelektroden mit konventionellen Photovoltaikzellen aus Silizium oder anderen Materialien kombinieren, um Elektrizität und Wasserstoff zu produzieren.

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Laut Rothschild könnten derartige Zellen Sonnenenergie für eine Nutzung je nach individueller Anforderung 24 Stunden pro Tag speichern. Dies stünde in einem starken Kontrast zu konventionellen Photovoltaikzellen, die immer nur dann Energie liefern, wenn auch die Sonne scheint und keinen Strom produzieren, wenn der Himmel bedeckt ist.

Somit könnte die Entdeckung der Wissenschaftler auch die Notwendigkeit extrem seltener Halbleiter-Rohstoffe wie Tellur und Indium, die für die Herstellung bisheriger Photovoltaikzellen um 90 Prozent reduzieren.