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"Die Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff aus Wasser durch
Halbleitermaterialien ist ein wichtiger Beitrag für die Nutzung der
Sonnenenergie," führt Martin Demuth (Max-Planck-Institut für
Bioanorganische Chemie, Mülheim an der Ruhr) aus. "Als
Photokatalysatoren geeignete Halbleitermaterialien sind bisher jedoch
schlecht verfügbar, haben ungünstige Lichtabsorptionscharakteristika
oder zersetzen sich während der Reaktion." Er und sein Team schlagen
nun eine Halbleiterklasse vor, die bisher nicht für solche Zwecke
verwendet wurden: Silicide. So hat Titandisilicid (TiSi2) für einen
Halbleiter ganz außergewöhnliche opto-elektronische Eigenschaften, die
für solartechnische Anwendungen ideal sind. Zudem absorbiert das
Material Licht in einem breiten Bereich des Sonnenspektrums, ist sehr
gut zugänglich und kostengünstig.
Zu Beginn der Reaktion sorgt eine leichte Oxidbildung am
Titandisilicid für die Bildung der notwendigen katalytisch aktiven
Zentren. "Unser Katalysator spaltet Wasser mit einem höheren
Wirkungsgrad als die meisten anderen Halbleitersysteme, die ebenfalls
mit sichtbarem Licht arbeiten," sagt Demuth.
Ein technisch besonders interessanter Aspekt ist die gleichzeitige
reversible Wasserstoffspeicherung. Die Speicherkapazität von
Titandisilicid ist zwar geringer als bei den sonst üblichen
Speichermedien, dafür aber technisch einfacher. Vor allem reichen
wesentlich niedrigere Temperaturen für die Freisetzung des
gespeicherten Wasserstoffs aus.
Auch der Sauerstoff wird gespeichert, wird aber unter anderen
Bedigungen freigesetzt als der Wasserstoff: Temperaturen über 100 °C
und Dunkelheit sind dazu notwendig. "Eine elegante Methode zur
einfachen und sauberen Trennung der beiden Gase," erklärt Demuth. Für
die Weiterentwicklung und Vermarktung dieser patentierten Prozesse hat
Demuth zusammen mit deutschen, amerikanischen und norwegischen
Partnern eine Firma mit Sitz in Lörrach gegründet.
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