Künstliche Blätter: Neue Solarzelle erzeugt Treibstoff aus Luft

Die Halbleiter-Forschung ist schon lange ein elementarer Bestandteil der Energiewende, konnte aber bisher das Problem nur bedingt lösen, wie man auch Fahrzeugen ausreichend Leistung zur Verfügung stellen kann. Jetzt scheint sich hier aber eine Lösung anzubahnen. Wenn es um die Energieversorgung der Mobilität ging, standen hinter der Energiewende bisher vor allem große Fragezeichen. Lösungen gab es bisher vor allem in Form von Elektrofahrzeugen, die sich über Öko-Strom aufladen lassen, oder über den Betrieb mit Wasserstoff-Brennstoffzellen. Beide Varianten bringen gegenüber dem klassischen Verbrennungsmotor aber diverse Probleme mit sich.

Forscher der University of Illinois könnten nun aber eine Lösung auf den Weg gebracht haben. Sie entwickelten eine Solarzelle, von der direkt Kohlenwasserstoff-Treibstoffe produziert werden. Im Groben funktioniert das Verfahren ähnlich der Photosynthese im Blatt einer Pflanze: Aus den Bestandteilen der Umgebungsluft wird direkt ein organischer Energieträger erzeugt.

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Das Ergebnis des Prozesses ist ein Synthesegas, das zu Hauptteilen aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid zusammengesetzt ist. Dieses kann entweder direkt als Treibstoff verbrannt werden, wenn der Motor des Fahrzeugs für den Gas-Betrieb ausgelegt ist, oder in einem weiteren Schritt in Diesel oder andere Flüssigkraftstoffe weiterverarbeitet werden.

CO2-neutrale Verbrennungsmotoren
Als Rohstoff dient dem Verfahren schlicht das Kohlendioxid und der Wasserdampf in der Erdathmosphäre. Die Forscher suchten längere Zeit nach Materialien, die hier ähnliche Funktionen in Gang setzen, wie bei der Photosynthese der Pflanzen, dabei aber andere Endprodukte hervorbringen. Billig sollten die neuen Solarzellen natürlich außerdem sein.

Jetzt hatten sie Erfolg und fanden Materialien, die nicht nur wesentlich billiger sind als vergleichbare aber sehr teure Verfahren mit Edelmetall-Katalysatoren, sondern die auch sehr viel schnellere Reaktionen hervorbringen. Außerdem korrodiert die Solarzelle hier nicht mehr. Damit kann nun also der Grundstein für eine quasi vollständig CO2-neutrale Energieversorgung des Verkehrs gelegt worden sein, bei der das vorhandene Kohlendioxid sich in einem ständigen Kreislauf befindet, der von der Sonne angefeuert wird.

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