Energie für die Zukunft

Photokatalytische Spaltung von Wasser zu Wasserstoff

Wasserstofferzeugung aus Sonnenenergie: Das wäre ein bahnbrechender Beitrag zu einer künftigen Energiegewinnung, die ohne fossile Rohstoffe auskommt und die Atmosphäre nicht belastet.

Die beiden jungen Chemiker Steffen Fischer (links) und Enrico Barsch beim Experimentieren am Spektrometer, an dem Wasserstoff erzeugt wird. (Foto: Julia Tetzke / Uni Rostock)

Wissenschaftler der Universität Rostock, das sind Professoren aus den Fachbereichen Physik, Chemie und dem An-Institut LIKAT der Universität Rostock und ihre Teams konzentrieren sich aktuell in einem neuen Forschungsprojekt genau darauf, neue Energieträger aus Sonnenlicht zu gewinnen. „Die Gewinnung energiereicher Moleküle aus Sonnenlicht, das ist ein Traum“, beschreibt Projektleiter Prof. Ralf Ludwig aus dem Institut für Chemie, seine Motivation. Das Land Mecklenburg-Vorpommern fördert diese vielversprechende Forschung über den Europäischen Sozialfonds mit einer viertel Million Euro.

„Wir wollen Techniken entwickeln, mit denen sich die Kraft der Sonne in Form von chemischer Energie binden lässt“, skizziert Ralf Ludwig die Herausforderung. Für die beiden jungen Chemiker Enrico Barsch (33) und Steffen Fischer (28) eine spannende Aufgabe. In langen Versuchsreihen spalten sie Wasser in Sauerstoff und den energiereichen Brennstoff Wasserstoff – umweltverträglich nach dem Vorbild der Natur. Damit das gelingt, müssen geeignete Katalysatorsysteme entwickelt und verstanden werden. Bis zu einem Ergebnis ist es aber noch ein weiter Weg. Langen Atem haben Enrico Barsch und Steffen Fischer allemal.

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Enrico ist ehrenamtlich Schiedsrichter in der Verbandsliga Fußball, ist aber auch als Schiedsrichterlehrer unterwegs. Was das mit Forschung zu tun hat? „Man lernt Menschen einzuschätzen und sich im positiven Sinne zu verkaufen“, sagt der junge Mann. Das helfe auch im Wissenschaftsbetrieb, beispielsweise wenn Vorträge zu halten seien.

Mit dem Projekt „Energie für die Zukunft - Photokatalytische Spaltung von Wasser zu Wasserstoff" (Light2Hydrogen) im Rahmen des Bundesprogramms „Spitzenforschung und Innovation in den Neuen Ländern“ haben die Rostocker Wissenschaftler bereits wichtige Erkenntnisse zur Energiegewinnung aus der Natur gewonnen.

„Unstrittig ist heute, dass die Zukunft in der verstärkten Erschließung und Nutzung erneuerbarer Energiequellen liegt“, sagt Prof. Ludwig. Dabei stehe die Sonnenenergie im Zentrum. An dieser Forschung mitzuwirken, das ist für Steffen Fischer so etwas wie ein Ritterschlag. Der Rostocker Chemiker erklärt beispielsweise auf Tagungen ohne Scheu, wie die photokatalytische Wasserspaltung funktioniert und geeignete Katalysatoren entwickelt werden, um so die Reaktion zum Wasserstoff zu beschleunigen.

Bisher bekannte Katalysatoren liefern zu geringe Ausbeuten für eine technische Anwendung. Für das Verständnis der Arbeitsweise der Katalysatoren müssen deshalb theoretische und spektroskopische Methoden weiterentwickelt werden. Ausgewählte Katalysatorsysteme werden in Langzeitexperimenten untersucht, um deren Schwachstellen zu identifizieren und so Anhaltspunkte für die Entwicklung stabiler Systeme zu finden.

„Es ist ein Musterbeispiel interdisziplinärer Forschung", sagte Ralf Ludwig. Eingebunden ist das Forschungsvorhaben in das Department "Life, Light and Matter" der Interdisziplinären Fakultät der Universität Rostock, die damit weiteren Aufschwung erfährt. Das Forschungs-Projekt werde auch von den Laboren und Hochleistungsgeräten des Forschungsbaus „Komplexe molekulare Systeme", der auf dem Campus Südstadt der Universität in der Südstadt errichtet wird, profitieren, sind sich die Akteure einig.

Text: Wolfgang Thiel

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