Sonnenaufgang: Aufbruch ins Wasserstoffzeitalter mit Lichtenergie. Foto: Jacek Ulinski, Informationen zu Creative Commons (CC) Lizenzen, für Pressemeldungen ist der Herausgeber verantwortlich, die Quelle ist der Herausgeber
#Sonnenlicht lässt viel #Wasserstoff sprudeln
Barcelona, Bellaterra, PTE, 12. Januar 2024
Die #Chemiker Lluís Soler und Jordi Llorca von der Universitat Politècnica de Catalunya und des Instituts für Nanowissenschaften und Nanotechnologie haben mithilfe einer Kugelmühle auf den Oberflächen von Titandioxid Partikeln Nanoteilchen aus Platin, Palladium und Gold befestigt. Diese sorgen dafür, dass die Elektronen, die das Sonnenlicht aus den TitandioxidPartikeln herausschlagen, ihren angeregten Zustand länger behalten. Sie haben somit Zeit genug haben, Wassermoleküle in #Wasser #Sauerstoff aufzuspalten. Wasserstoff wäre in großen Mengen herstellbar.
#Platin als Schlüssel
Als effektivste Beschichtung erwies sich Platin, das in so geringen Mengen benötigt wird, dass die Kosten für das edle Metall kaum ins Gewicht fallen. Titandioxid gilt als ein gesundheitlich unbedenkliches #Material, das unter anderem als Weißmacher in Farben und als Zusatz in Hautschutzmitteln genutzt wird und als Photokatalysator wirkt.
Die Pigmente produzieren unter dem Einfluss von Sonnenlicht #Elektronen, die Wassermoleküle spontan spalten. Allerdings verläuft dieser Prozess so träge, dass sich diese Art von Wasserstoffproduktion nicht lohnt. Denn die Elektronen neigen dazu, gleich wieder auf ihr gewohntes energetisches Niveau abzusinken, wenn sie von der Sonne angeregt worden sind, statt ihre Wasserspaltungsarbeit zu tun.
Clevere Arbeitsteilung
Das Verfahren ähnelt einer Arbeitsteilung. Aus den freien Flächen der Titandioxid Kristalle lösen sich unter dem Einfluss von Sonnenlicht Elektronen, und die #Platin Atome halten sie fit, bis sie ihre Arbeit der Wasserspaltung aufnehmen. Ganz nebenbei verbessert sich auch die Stabilität des Photokatalysators durch die Anlagerung der Platin Nanoteilchen.
Genaue Angaben über die Produktionsgeschwindigkeit machen die #Forscher nicht. Sie sagen lediglich, dass sie sich im Vergleich zum reinen Titandioxid #Katalysator »erheblich« vergrößert hat.
