Bei der Herstellung von Wasserstoff wird Sonnenenergie genutzt, um Wassermoleküle aufzuspalten. Die dabei genutzten Materialien wie die Solarzellen sind teuer, so dass Wasserstoff noch nicht in grossem Massstab und zu marktgerechten Preisen hergestellt wird. Die Forscher vom Laboratory of Renewable Energy Science and Engineering (LRESE) der EPFL sind nun auf die Idee gekommen, das eingesetzte Sonnenlicht zu konzentrieren. Somit kann eine grössere Menge Wasserstoff zu niedrigeren Preisen hergestellt werden, wie es in einer Medienmitteilung der EPFL heisst.
Sie haben ein photo-elektrochemisches System entwickelt, bei welchem die Sonneneinstrahlung konzentriert wird. Durch dieses System wird die Sonnenenergie mit einer Umwandlungsrate von 17 Prozent in Wasserstoff umgewandelt. Dabei ist auch die zufällige Dynamik der Sonneneinstrahlung kein Problem für das System, welches auch unter diesen Bedingungen stabil arbeitet.
In dem Gerät wird eine dünne Schicht Wasser genutzt, um eine Solarzelle zu kühlen. Die Systemtemperatur bleibt relativ niedrig, wodurch die Solarzelle eine erhöhte Leistungsfähigkeit aufweist, wie EPFL-Forscher Saurabh Tembhurne in der Mitteilung erläutert, der als Mitautor einer in „Nature Energy“ veröffentlichten Studie zu der Entwicklung mitgewirkt hat. Gleichzeitig wird die durch das Wasser entzogene Hitze durch die Katalysatoren geführt, wodurch die chemische Reaktion verbessert und die Produktion von Wasserstoff erhöht wird, wie Forscherkollege Fredy Nandjou ergänzt. Somit werde die Wasserstoffherstellung bei jedem einzelnen Schritt optimiert.
Nach Simulationen wird das System nun real getestet. Die Forscher glauben, es könne beinahe vier Jahre laufen, ohne dass Teile ausgetauscht werden müssen. Die Gesamtlebensdauer schätzen sie auf 20 Jahre. Tembhurne und Projektleiterin Sophia Haussener wollen die Technologie in einem Spin-Off namens SoHHytec vermarkten. jh