Sonnenlicht zu Wasserstoff, aber direkt!

Der Vorgang innerhalb der Wasserstoffkatalyse wurde lange Zeit nicht verstanden. Konnte man sie im Weizmann Institut 2009 zwar demonstrieren, lag man beim Verständnis der Prozesse etwas im Dunkeln. Jetzt scheint man hier Fortschritte zu machen und damit einer wirtschaftlichen Anwendung näher zu kommen.

Hier zu gibt es hier einen guten Artikel, den ich zusammenfassen möchte:

Ein Doktorand vom Rostocker Leibniz-Institut für Katalyse (Likat), Jacob Schneidewind hat die Photokatalyse näher erforscht und gezeigt, dass in die Quantenchemie und die Kinetik chemischer Reaktionen einfliessen. Mit dieser Erkenntnis konnte es  Reaktionen am Rechner modellieren. Im Labor baute er das israelische Experiment mit wechselnden Lichtquellen nach, vom kurzwelligen, energiereichen blauen Licht bis zum energieschwachen Rotbereich. Kollegen an der Universität Rostock übernahmen die Analysen mittels Hochgeschwindigkeits-Spektroskopie. 

„Es hat uns alle überrascht zu sehen, was da im System geschieht“, sagt Schneidewind. Tatsächlich kommt der photokatalytische Weg zum Wasserstoff mit zwei Photonen aus statt mit üblicherweise vier. Und sowohl die Absorption der Photonen als auch die eigentliche Spaltungsreaktion laufen an einem einzigen Zentrum ab, welches aus einem Paar von Ruthenium-Atomen besteht. „Wenn das erste Photon seine Hürde genommen hat, entsteht eine neue Verbindung, die das zweite Photon absorbiert. Und diese benötigt für die zweite Hürde sogar weniger Energie als für die erste Hürde nötig war.“ Somit lässt sich eine größere Bandbreite des Lichts nutzen, was die Effizienz deutlich verbessern kann.

Strukturell scheint alles aufgeklärt. Was folgt technisch daraus? „Man könnte z.B. durchsichtige Plastikschläuche mit einer Suspension oder Lösung aus Wasser und Katalysator füllen und großflächig der Sonne aussetzen“, sagt Dr. Schneidewind. Dieser Ansatz wäre, mit dem richtigen Katalysator, drei- bis viermal kostengünstiger als die Kombination von Solarzellen und Elektrolyseur. Einen geeigneten Katalysator dafür plant Schneidewind ab Herbst mit einer eigenen Nachwuchsgruppe an der RWTH Aachen zu entwickeln, wohin er nach seiner Promotion gewechselt ist.

Nachhaltige Energie-Konzepte gehen u.a. davon aus, künftig grünen Wasserstoff in sonnenreichen Regionen zu produzieren und nach Europa zu importieren. Das Wissen aus dem LIKAT wird helfen, entsprechende Technologien zu entwickeln.

Wasserstoff-Photokatalyse-Aktien, klingt sehr spannend! Es scheint aber, also ob die Technologie noch einiges an Etnwicklungszeit benötigt, in der Wissensachfts-Zeitschrift Nature ist auch davon die Rede.

Es heisst darin, bei der Wasserstoff-Elektrolyse kann man 30% Wirkungsgrad erreichen (was im Vergleich zu Batteriestrom-Effizeinz wirklich sehr wenig ist und damit gegen Wasserstoff spricht)

Photokatlyse-Systeme erreichen leider erst 1% Wirkungsgrad, aber die Systeme sind immerhin deutlich einfacher und günstiger. Es muss also noch einiges in der Prozesseffizienz erreicht werden, um hier wirtschaftlich sinnvolle Systeme zu bekommen, es klingt aber spannend , daher mein langfristiges Positiv-Rating!!! Daumen hoch!

Gibt es eine neue Klasse für Wasserstoff-Aktien, die Photokatalyse-Aktien?

Die Repsol Aktie forscht offenbar seit über 10 Jahren an der Photokatalyse, also dem Aufspalten von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff direkt durch Sonnenlicht ohne Elektrolyseur. Der Carbon Commentary Newsletter schreibt: Repsol "said this week that after successful experiments it now expected to build a pilot plant at its refinery site in Puertollano by 2024 and hopes for commercial viability of the technology before 2030."

und bezeichnet dies als potentiel hoch-disruptive Technologie, also sehr spannend im Sinne der Wasserstoffaktien.

Repsol forscht dabei mit dem spanischen Gasversorger Enagas.