Luftverschmutzung ist besonders in Schwellenländern weiterhin ein Problem, aber auch Industrieländer können Probleme mit verunreinigter Luft haben. Forschern der Universität Leuven in Belgien könnten eine Lösung gefunden haben, die nicht nur die Luftverschmutzung senkt, sondern dabei sogar Wasserstoff gewinnt, der als Energiequelle genutzt werden kann.


Wasserstoff kann mit Licht aus der Luft gewonnen werden

Eine Methode zur Gewinnung von Wasserstoff ist die Elektrolyse, bei der elektrischer Strom Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff spaltet. Theoretisch steht so eine nahezu unerschöpfliche Energiequelle bereit. Allerdings benötigt der Prozess selber viel Energie, was diese Art der Gewinnung von Wasserstoff problematisch macht. Was aber, wenn der Prozess ohne Energiequelle von außen vonstatten gehen könnte und dabei sogar noch die Luft reinigen würde? Genau das hat ein Team der Universität Leuven rund um Sammy Verbruggen realisiert.


„One of the main differences with electrolysis, is that in our setup no additional electrical energy is required. The device runs on contaminated air and light, that’s it. The invention began with the discovery by the team members at University of Leuven, who found out that production of hydrogen gas using this device does not necessarily require clean liquid water, but it can also be done by capturing water molecules out of mid-air. Here we take the next step by using polluted air and this seems to work even better“, so Verbruggen.

Das von den Forschern entwickelte Gerät besteht aus zwei Kammern, die von einer Membran getrennt werden. Auf der einen Seite wird ein auf Titaniumdioxid basierter Photocatalyst durch Licht aktiviert und bricht dann organische Moleküle auf und reinigt dabei verunreinigte Luft. Die Moleküle wandern dann durch die Membran in die zweite Kammer, wo sie mit Hilfe eines auf Platinum basierten Katalysators durch eine chemische Reaktion in Wasserstoff umgewandelt werden, welches gespeichert und als Treibstoff verwendet werden kann.

Die Forscher haben das Verfahren bisher mit Methanol, Ethanol und Essigsäure getestet, theoretisch wäre es aber mit vielen organischen Verbindungen kompatibel.

Forscher arbeiten an kommerzieller Verwendung ihrer Technologie

Verbruggen betont außerdem, dass die Speicherung des Wasserstoffs nicht zu den Funktionen des Geräts gehört und ein eigenes Forschungsfeld für sich ist. Bisher ist die Ausbeute des Gerätes außerdem relativ gering. Da allerdings keinerlei externe Energiequelle außerhalb des Lichts benötigt wird, ist jedes Molekül Wasserstoff, das auf diese Art und Weise gewonnen wird, ein Gewinn. Mal ganz abgesehen davon, dass das Gerät quasi nebenbei die Luft reinigt.

Bisher handelt es sich nur um ein Proof-of-Concept, der wenige Quadratzentimeter groß ist. Der Prozess hinter dem kleinen Gerät ähnelt dem, der in Solarzellen stattfindet. Der nächste Schritt, den die Forscher in Angriff nehmen wollen, ist es, das Gerät kommerziell einsetzbar zu machen.

„We are now working to improve the cell’s performance toward industrial relevance. For instance, one of the key aspects we are looking at is to improve the light-efficiency of the catalyst that drives the gas-purification reactions. We want to be able to effectively use a larger fraction of incoming solar light„, erklärt Verbruggen.

via Universität Leuven

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