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Ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Universität Bayreuth hat eine innovative Methode entwickelt, mit der grüner Wasserstoff direkt aus Meerwasser gewonnen werden kann – und das ohne den Einsatz von zusätzlichen Reagenzien. Über ihre wegweisenden Erkenntnisse berichten die Forschenden im renommierten Journal of the American Chemical Society.
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What for?
Grüner Wasserstoff als emissionsfreier Energieträger ist unverzichtbar für die Dekarbonisierung von Sektoren wie Transport, Industrie und Energieerzeugung, weshalb die Nachfrage rapide ansteigt. Die Gewinnung von grünem Wasserstoff aus Meerwasser unter Nutzung von Sonnenlicht und ohne den Einsatz weiterer Reagenzien, die bei der Gewinnung verbraucht werden, bietet dabei einen besonders nachhaltigen und umweltfreundlichen Weg zur großflächigen Wasserstoffproduktion. Mit diesem Ansatz werden nicht nur Betriebskosten und chemischer Abfall reduziert, er ebnet auch den Weg zu einer kohlenstofffreien Wasserstoffwirtschaft.
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Im Gegensatz zu konventionellem Wasserstoff aus fossilen Brennstoffen wird grüner Wasserstoff ohne Kohlendioxidemissionen erzeugt. Die gängige Methode ist die Elektrolyse, bei der Wasser mithilfe von sauberer Elektrizität in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff gespalten wird. Allerdings wird für die Gewinnung von Wasserstoff über Elektrolyse viel Strom benötigt. Einen vielversprechenden und ressourcenschonenden Ansatz bieten sogenannte photokatalytische Prozesse, bei denen statt Elektrizität Sonnenlicht zur Spaltung von Wasser verwendet wird. Hierfür kommen lichtaktive Materialien – Photokatalysatoren – zum Einsatz, die das Sonnenlicht absorbieren und die nötige Energie liefern, um das Wasser zu spalten. Bislang befinden sich Methoden für eine flächendeckend einsetzbare Photokatalyse jedoch noch in Forschung. Prof. Dr. Shoubhik Das, Lehrstuhl Organische Chemie I der Universität Bayreuth, und seinem internationalen Team ist es nun gelungen, einen Photokatalysator für die saubere Erzeugung von Wasserstoff direkt aus Meerwasser zu entwickeln.
„Unsere Forschung hat den ersten Nickel-Photokatalysator hervorgebracht, der Meerwasser direkt unter Sonnenlicht spalten kann – ganz ohne Opferreagenz oder Co-Katalysator. Dabei erreicht er Wasserstoffproduktionsraten, die die meisten bisher erforschten Einzelkomponenten-Systeme übertreffen“, sagt Das. Zudem ist der Photokatalysator korrosionsbeständig gegenüber Chlorid, welches in großen Mengen im Meerwasser enthalten ist, sowie unempfindlich gegenüber anderen Bestandteilen im Meerwasser.
Die Entwicklung des innovativen Photokatalysators markiert einen bedeutenden Fortschritt auf dem Weg zu einer nachhaltigen Energiezukunft, da die saubere Erzeugung von Wasserstoff direkt aus Meerwasser unter Sonnenlicht zur Umstellung auf nachhaltige, kohlenstofffreie Energiesysteme beiträgt und damit die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringert.
Prof. Dr. Shoubhik Das
Organische Chemie I
Universität Bayreuth
Tel.: +49 (0)921 /55-2680
E-Mail: Shoubhik.Das@uni-bayreuth.de
Seawater to Sustainable Fuel: Sunlight-Driven Green Hydrogen Generation with an Atomically Dispersed Photocatalyst. Satyadeep Waiba et al. Journal of the American Chemical Society (2025)
DOI: https://doi.org/10.1021/jacs.5c11004
Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars
Chemistry, Energy, Environment / ecology, Oceanology / climate, Traffic / transport
transregional, national
Research results
German
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