Eine neue Methode zur Herstellung von Wasserstoff könnte den Weg für umweltfreundliche Energie ebnen. Forscher*innen aus Japan und Südkorea ist es unabhängig voneinander gelungen, durch innovative Technologien Wasserstoff aus Wasser und Sonnenlicht zu gewinnen. Diese Entwicklungen sind nicht nur ein Durchbruch für die Energiebranche, sondern könnten langfristig die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringern.

Wasserstoff: Japanisches Forschungsteam liefert Fortschritt

Die japanischen Wissenschaftler*innen haben einen Reaktor entwickelt, der Wasserstoff aus Wasser spaltet – und das allein mithilfe von Sonnenlicht. Ihre Ergebnisse der Studie zeigten die Forschenden im Wissenschaftsmagazin Frontiers. Zwar ist die Effizienz derzeit noch gering, sie liegt bei unter fünf Prozent, doch die Technik soll bereits großes Potenzial zeigen. Der Prototyp wurde drei Jahre lang getestet und zeige unter echtem Sonnenlicht sogar bessere Ergebnisse als unter Laborbedingungen.

„Die sonnenlichtgetriebene Wasserspaltung mithilfe von Photokatalysatoren ist eine ideale Technologie für die Umwandlung und Speicherung von Sonnenenergie in chemische Energie, und die jüngsten Entwicklungen bei photokatalytischen Materialien und Systemen wecken Hoffnungen auf ihre Realisierung“, erklärte Kazunari Domen von der Shinshu-Universität in einer Mitteilung.

Lesetipp: Kernfusion dank Sprengstoff: Diese explosive Lösung liefert schon erste Erfolge

Südkoreanische Wissenschaftler stellen weitere Methode vor

Auch ein südkoreanisches Forschungsteam hat Fortschritte gemacht. Sie haben einen speziellen Photokatalysator entwickelt, der an den natürlichen Prozess der Photosynthese angelehnt ist. Mit einer Kombination aus organischen Farbstoffen und Bakterien konnten sie ein System schaffen, das kontinuierlich Wasserstoff produziert. Die Ergebnisse der Studie veröffentlichten sie in der Fachzeitschrift Angewandte Chemie International Edition.

Professor Chiyoung Park vom Daegu Gyeongbuk Institute of Science & Technology ist von dem Fortschritt positiv gestimmt. „Diese Studie stellt einen wichtigen Erfolg dar, der die spezifischen Mechanismen organischer Farbstoffe und künstlicher Photosynthese aufdeckt“, erklärt er in einer Mitteilung des Instituts.

Auch interessant: Stromkosten seit dem Atomausstieg: Studie entlarvt weit verbreiteten Mythos

Weitere Entwicklungen nötig

Trotz dieser Durchbrüche steht die Technologie noch vor großen Herausforderungen. Vor allem die Effizienz muss steigen, um den Wasserstoff wirtschaftlich nutzbar zu machen. „Der wichtigste zu entwickelnde Aspekt ist die Effizienz der Umwandlung von Solarenergie in chemische Energie durch Photokatalysatoren“, betonte Domen. Effizientere Katalysatoren und größere Versuchsanlagen könnten den nächsten Schritt markieren.

„Wenn diese auf ein praktisches Niveau gebracht wird, werden viele Forscher ernsthaft an der Entwicklung von Massenproduktionstechnologien und Gastrennungsprozessen sowie am Bau von Großanlagen arbeiten. Dies wird auch die Art und Weise ändern, wie viele Menschen, einschließlich politischer Entscheidungsträger, über die Umwandlung von Solarenergie denken, und die Entwicklung von Infrastruktur, Gesetzen und Vorschriften im Zusammenhang mit Solarkraftstoffen beschleunigen“, ergänzt Domen.

Langfristig könnte Wasserstoff also eine Schlüsselrolle in der Energiewende spielen. Der Vorteil: Anders als bei der Gewinnung aus fossilen Brennstoffen entstehen keine klimaschädlichen Emissionen. Gleichzeitig bietet die Speicherung von Solarenergie in chemischer Form eine Lösung für sonnenarme Zeiten. Das Ziel ist, eine stabile, nachhaltige und kostengünstige Energiequelle zu schaffen.

Die aktuelle Forschung zeigt: Der Traum von grünem Wasserstoff ist näher als je zuvor. Doch bevor diese Technologie den Markt revolutionieren kann, sind weitere Optimierungen und Investitionen nötig. Mit ihrem Engagement haben die Wissenschaftler*innen aber schon jetzt den Grundstein für eine sauberere Energiezukunft gelegt.

Quellen: „Photocatalytic water splitting for large-scale solar-to-chemical energy conversion and storage“ (2024, Frontiers); „Supramolecular Reconstruction of Self-Assembling Photosensitizers for Enhanced Photocatalytic Hydrogen Evolution“ (2024, Angewandte Chemie International Edition); Frontiers, Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology

Seit dem 24. Februar 2022 herrscht Krieg in der Ukraine. Hier kannst du den Betroffenen helfen.