Hocheffiziente Wasserstoff-Gasproduktion unter Verwendung von Sonnenlicht, Wasser und Hämatit

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Einer Forschungsgruppe unter der Leitung von Associate Professor Tachikawa Takashi vom Forschungszentrum für Molekulare Fotowissenschaften der Universität Kobe ist es gelungen, eine Strategie zu entwickeln, die die Menge des aus Sonnenlicht und Wasser erzeugten Wasserstoffs unter Verwendung von Hämatit-Fotokatalysatoren stark erhöht.Wasserstoff ist als eine mögliche Energielösung der nächsten Generation in den Blickpunkt gerückt, und er kann mit Hilfe von Photokatalysatoren aus Sonnenlicht und Wasser hergestellt werden.

Um dies praktikabel zu machen, ist neben der Suche nach neuen Materialien für Katalysatoren auch die Entwicklung von Basistechnologien zur Optimierung des Potenzials der Photokatalysatoren notwendig.Dieses Mal haben Tachikawa et al.

erfolgreich eine Photoanode mit einer extrem hohen Leitfähigkeit hergestellt.

Dies wurde allein durch Glühen von Hämatit-Mesokristallen, (Überstrukturen aus winzigen Nanopartikeln von ca.

5nm) auf ein transparentes Elektrodensubstrat.

Hämatit kann einen großen Bereich des sichtbaren Lichts absorbieren und ist sicher, stabil und kostengünstig.Bei dieser Photoanode trennten sich die von der Lichtquelle erzeugten Elektronen und Löcher schnell und gleichzeitig sammelte sich eine große Anzahl von Löchern dicht auf der Oberfläche der Partikel an.

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Die Ansammlung von Löchern verbesserte die Effizienz der Wasseroxidationsreaktion; die langsame Oxidation des Wassers war bisher ein Engpass bei der Wasserspaltung.Neben der Steigerung des hohen Wirkungsgrades der vermutlich weltweit leistungsstärksten Photoanode wird diese Strategie auch auf die künstliche Photosynthese und solare Wasserspaltungstechnologien durch Zusammenarbeit zwischen Universität und Industrie angewandt.

Diese Ergebnisse werden am 30.

April in der deutschen Online-Zeitschrift Angewandte Chemie International Edition veröffentlicht.

Dieses Werk war auch auf der Innenseite des Umschlags abgebildet.

Die wichtigsten Punkte:Da die Welt mit zunehmenden Umwelt- und Energieproblemen konfrontiert ist, hat Wasserstoff als eine der möglichen Energiequellen der nächsten Generation an Aufmerksamkeit gewonnen.

Idealerweise könnten Photokatalysatoren zur Umwandlung von Wasser und….

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