Fünf UniCat-Professoren sind am Forschungsnetzwerk "Energie für die Zukunft - Photokatalysierte Spaltung von Wasser zu Wasserstoff (Light2Hydrogen)" beteiligt, dem neun Einrichtungen unter der Federführung des Leibniz-Instituts für Katalyse angehören.
Dieses Projekt wird über einen Zeitraum von fünf Jahren vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Programms "Spitzenforschung & Innovation in den neuen Ländern" mit einer Gesamtsumme von zehn Millionen Euro gefördert.
Das Netzwerk besitzt zwei regionale Schwerpunkte nämlich in Rostock/Greifswald und in Berlin/Brandenburg. "Das Gesamtziel des Forschungsvorhabens ist die direkte photokatalytische Herstellung von Wasserstoff aus Wasser mithilfe von Sonnenlicht und damit einhergehend erste technische Anwendungen", sagt Prof. Matthias Driess, der Koordinator für den Berliner Raum.
Die Herausforderungen der UniCat-Forscher sind dabei die Synthese und Testung von Kohlenstoffnitrid, das in einer dem Graphit ähnlichen Schichtstruktur vorliegt. Die Lichtquantenausbeute soll von zurzeit 0,1 % auf 15 % erhöht werden.
Dazu soll das sichtbare Licht stärker ausgenutzt werden, in dem der Absorptionsbereich von derzeit 450 nm auf 600 nm vergrößert wird. Dies wird durch Dotierungen und die Verbindung mit hochporösen und transparenten Halbleiteroxid-Filmen erreicht.
Des Weiteren wird die Entwicklung von geeigneten Photo-Reaktoren in Angriff genommen, die in der Lage sind das hochexplosive Knallgas-Gemisch zu trennen.
Naheliegend ist aber auch die direkte Erzeugung von Methanol, Ethanol, Ameisensäure sowie deren Derivaten durch Hydrierung des Treibhausgases Kohlendioxid (CO2) mit dem zuvor photokatalytisch erzeugten Wasserstoff. Dadurch würde eine stoffliche Verwertung des CO2 möglich: perspektivisch eine Alternative zur unterirdischen Speicherung dieses lästigen Treibhausgases.
Noch immer werden fast 90% der weltweit jährlich verbrauchten Energie (13 Terawatt) aus fossilen Ressourcen gewonnen. Die ausreichende, sichere und umweltverträgliche Bereitstellung von Energie ist aber Grundvoraussetzung für eine zufriedenstellende Lebensqualität der Menschen und stellt gegenwärtig und zukünftig eine der größten globalen Herausforderungen dar.
Dieses ambitionierte Forschungsvorhaben wird von Prof. Prof. Matthias Beller, dem Direktor des Leibniz-Instituts für Katalyse in Rostock, geleitet. Die fünf beteiligten UniCat-Professoren sind Matthias Driess, Siegfried Blechert und Reinhard Schömäcker von der TU Berlin, und Arne Thomas (Ruf an die TU Berlin) und Markus Antonietti vom Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam.
Zur wirtschaftlichen Umsetzung sind zwei innovative KMUs aus Mecklenburg-Vorpommern in das Netzwerk eingebunden sowie die international agierenden Unternehmen Enerday GmbH / Webasto AG, Süd-Chemie AG und Evonik AG durch Mitgliedschaft im projektbegleitenden Ausschuss assoziiert.