Photosynthese-Module: Erzeugung von Wasserstoff direkt vom Dach

Karlsruhe, 25. Juni 2023 - In einer spannenden Entwicklung haben Forscher am Karlsruher Institut für Technologie und der Universität von Toronto einen Photoreaktor entwickelt, der die Erzeugung von Wasserstoff und E-Fuels direkt vom Dach eines Hauses ermöglicht. Der Photoreaktor, der das Licht der Sonne in chemische Energie umwandelt, stellt einen wichtigen Durchbruch in der Umstellung auf erneuerbare Energien dar.

Versprechende Fortschritte bei Photoreaktoren und Photokatalysatoren

Bei der Entwicklung des Photoreaktors war es das Ziel, die Photosynthese nachzuahmen. Dafür wird ein Photokatalysator benötigt, der die Strahlungsenergie in chemische Energie umwandelt. "Inzwischen sind unterschiedliche Photokatalysatoren bekannt, mit ihnen lässt sich zum Beispiel Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff spalten", erklärt Paul Kant vom Institut für Mikroverfahrenstechnik (IMVT) des KIT.

Ein effizientes und kostengünstiges System

Die Forscher entwickelten eine wellblechähnliche Struktur, die unabhängig vom Einstrahlungswinkel der Sonne Licht in den Reaktor transportiert. Die Effizienz der Photokatalyse konnte auf 5,8 Prozent gesteigert werden. "Wichtig ist außerdem, dass der Photoreaktor durch seine Struktur und das verwendete Material optimale Betriebsbedingungen für den Fotokatalysator gewährleistet", sagt Kant.

Das endgültige Produkt besteht aus mikrostrukturierten Polymerpaneelen, die mit Aluminium beschichtet sind, um die Reflexion des Lichts zu ermöglichen. Dieses System könnte zu einem Preis von 22 US-Dollar pro Quadratmeter Photoreaktor-Modulfläche produziert werden.

Die nächste Stufe des Projekts ist die Zusammenarbeit mit der Universität Toronto zur Entwicklung eines Photokatalysators, der sehr effizient Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff spalten kann.