Sternförmige Nano-Goldpartikel, die eine Halbleiterbeschichtung haben, können den Solarstrom vier mal besser speichern als andere bekannte Methoden.
Verantwortlich dafür ist ein neues von Forschern entwickeltes Verfahren der Rutgers University. Schau dir am Ende ein Video zum Thema an.
Was entwickelten die Forscher?
Die Forscher beschichteten sternförmige Goldnanopartikel mit einem Halbleiter. Das Ergebnis ist eine vier mal bessere Speicherung von Wasserstoff aus Wasser, was die Solarstrom-Speicherung enorm optimieren könnte.
Wie Laura Fabris, Professorin an der Fakultät für Materialwissenschaften und Ingenieurwissenschaften an der School of Engineering, erklärte, wurde kein UV-Licht wie sonst, sondern sichtbares und infrarotes Licht eingesetzt, um Elektronen in Gold-Nanopartikeln anzuregen.
Erregte Elektronen im Metall ließen sich effizienter in den Halbleiter übertragen und in einer Reaktion katalysieren.
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Fokus auf Photokatalyse
Die Studie der Forscher wurde heute im Magazin „Chem“ online veröffentlicht. Der Schwerpunkt ihrer Forschung lag auf der Photokatalyse. Bei der Photokatalyse wird Sonnenlicht für schnellere oder günstigere Reaktionen genutzt.
Titanoxid wird meist mit UV-Licht beleuchtet und als Katalysator eingesetzt. Der Einsatz von ultravioletten Licht gilt jedoch als ineffizient. Im Rahmen der Studienarbeit wurde sichtbares und infrarotes Licht genutzt, um Goldnanopartikel schneller absorbieren zu können.
Einige der durch die Lichtabsorption generierten Elektronen sind anschließend auf im Umfeld vorhandene Materialien wie Titanoxid übertragen worden.
Effiziente Solarenergie-Speicherung
Die Effizienz der Speicherung von Solarenergie kann mit der neuen Methode erheblich verbessert werden. Wasserstoff lässt sich dazu einsetzen, um Sonnenenergie zu speichern und im Anschluss zur Stromerzeugung zu verbrennen.
Laut den Forschern seien in Zukunft Materialien für Anwendungen in verschiedenen Bereichen wie der Halbleiter-, der Solar- oder der chemischen Industrie realisieren.
Es sei auch denkbar CO2 in etwas zur Nutzung zu konvertieren. Die Möglichkeiten, die Sonnenkraft zu nutzen, könnte den Forschern zufolge künftig spürbar erweitert werden.
Solarstrom in Deutschland
Der Solarstrom gilt als umweltfreundlich und wird eine noch stärkere Rolle in der Stromversorgung werden. Zur Zeit dienen vor allem Blei-Säure-Akkus, Lithium-Ionen-Akkus und neuerdings Salzwasserspeicher, um Sonnenenergie zu speichern.
In Deutschland erzeugte die Photovoltaik im Jahr 2016 beeindruckende 38,3 Milliarden Kilowattstunden Strom und entspricht 5,9 Prozent der generierten Strommenge. Es wurden 1,58 Milliarden Euro in Photovoltaik-Anlagen investiert.
