Ein Konsortium von Forschern in den Niederlanden arbeitet an einem Solar-to-Fuel-Gerät , das Wasserstoff produziert. Nun ist ihnen ein Durchbruch gelungen: Mithilfe gängiger Materialien, ohne den Einsatz von knappen und teuren Edelmetallen, konnten sie die nach eigenen Angaben bislang effizienteste Methode zur Umwandlung von Licht in Wasserstoff entwickeln. Das System besteht aus Siliziumdrähten mit einer Länge von weniger als einem Zehntelmillimeter. Lediglich die Oberseite ist mit einem Katalysator bedeckt. Die Lichtteilchen, die Photonen, werden zwischen den Drähten eingefangen. „Die chemische Reaktion, die Wasserstoff erzeugt, findet am Katalysator am Ende der Drähte statt“, erklären die Wissenschaftler.

In ihrer Forschung erreichten sie einen maximalen Wirkungsgrad von 10,8 %, indem sie die Dichte und Länge der Drähtchen variierten. Die Forscher trennten mit ihrem Versuchsaufbau den Ort, an dem die Photonen aufgenommen werden, von dem Ort, an dem die Umwandlungsreaktion stattfindet. Das ist wichtig, damit die Katalysatoren das Licht nicht reflektieren. Um die Technologie wirtschaftlich interessant zu machen, müsse der Wirkungsgrad aber noch weiter in Richtung 15 % steigen, sagt Prof. Dr. Jurriaan Huskens , einer der beteiligten Forscher.

Auch in Deutschland wird seit geraumer Zeit in diesem Bereich geforscht. So erhielt Dr. Harun Tüysüz vom Max-Planck-Institut für Kohlenforschung bereits 2016 den Jochen-Block-Preis für seine Forschungsarbeiten zur Entwicklung von nanostrukturierten multifunktionalen Materialien für katalytische Anwendungen. Auch er verfolgt unter anderem das Ziel, Sonnenenergie direkt in Brennstoffe umzuwandeln, die sich gut speichern lassen.