Das SINATRA: PARASOL-Projekt der Technischen Universität Ilmenau widmet sich der Optimierung der Wasserstoffherstellung aus Sonnenlicht. Durch die Verwendung von Halbleitern und Metalloxid-Passivierungsschichten werden photoelektrochemische Zellen entwickelt, die Sonnenenergie in grünen Wasserstoff umwandeln können. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Erforschung der Grenzflächen zwischen den Materialien, um stabile Bauelemente und einen zuverlässigen Ladungstransport zu ermöglichen. Bei Erfolg könnte diese Technologie vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in den Bereichen Energieversorgung, Industrie und Gesellschaft bieten.
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Grüner Wasserstoff: Eine kohlenstofffreie Energiequelle der Zukunft
Dr. Agnieszka Paszuk arbeitet mit ihrer Nachwuchsforschungsgruppe an (Foto: Technische Universität Ilmenau)
Die Technische Universität Ilmenau arbeitet an der Entwicklung von photoelektrochemischen Zellen, die Sonnenenergie in chemische Bindungen umwandeln und so eine nachhaltige Alternative zu fossilen Energieträgern bieten.
Grenzflächenprobleme bei der Herstellung solarer Brennstoffe überwinden
Halbleiterbasierte photoelektrochemische Zellen ermöglichen die Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff aus Wassermolekülen. Leider führt die ungenaue Zusammenführung der Grenzflächen zwischen den Materialien zu Leistungseinbußen. Das SINATRA: PARASOL-Projekt der TU Ilmenau widmet sich der Entwicklung stabiler und effizienter Schutzschichten aus Metalloxiden, um dieses Problem zu lösen. Dadurch wird die Energiegewinnung optimiert und die Produktion solarer Brennstoffe vorangetrieben.
Atomare Analyse der Grenzfläche für photoelektrochemische Zellen
Dr. Agnieszka Paszuk arbeitet mit ihrer Nachwuchsforschungsgruppe an (Foto: Technische Universität Ilmenau)
Die Stabilität und Effizienz von photoelektrochemischen Zellen werden durch die Untersuchung der Grenzfläche zwischen den Passivierungsschichten und dem III-V-Halbleiter auf atomarer Ebene optimiert. Hierfür werden moderne Technologien wie in situ optische Spektroskopie und Photoelektronenspektroskopie eingesetzt. Zusätzlich ist es wichtig, die elektronischen Zustände und chemischen Veränderungen an der Grenzfläche Festkörper/Flüssigkeit genau zu erforschen. Das Forschungsteam arbeitet auch daran, die Zellen unter realistischen Arbeitsbedingungen im Kontakt mit einem Elektrolyten zu untersuchen, um komplexe Verluste der Photospannung und Ladungsträgerdynamik an den Grenzflächen zu minimieren.
Stabile Bauelemente und effizienter Ladungstransport für grünen Wasserstoff
Das SINATRA: PARASOL-Projekt der TU Ilmenau hat das Potenzial, die Umwandlung von Sonnenenergie in grünen Wasserstoff voranzutreiben. Durch die Entwicklung stabiler Bauelemente und eines stabilen Ladungstransports wird diese neue Technologie die Energieversorgung stabilisieren und verschiedene Anwendungsmöglichkeiten in der Industrie, Fahrzeugantrieben sowie mobilen und stationären Anwendungen von Brennstoffzellen auf Basis von grünem Wasserstoff bieten. Dank großer Reservoirs und spezieller Wasserstoffpipelines kann grüner Wasserstoff effizient gespeichert und verteilt werden, um einen nachhaltigen Beitrag zur Energieversorgung zu leisten.
