Künstliches Blatt als Stromerzeuger

Auf dem Frühjahrstreffen der US-Chemikergesellschaft (American Chemical Society, ACS) hat Daniel Nocera, Professor am renommierten Massachusetts Institute of Technology (MIT), seine neuesten Forschungsergebnisse präsentiert. Er hat ein künstliches Blatt entwickelt, das mittels Sonnenenergie Wasser in seine Bestandteile zerlegen kann. Was nicht spektakulär klingt, könnte die Energieversorgung revolutionieren.

Das Gerät hat in etwa die Maße einer Spielkarte, ist jedoch dünner. Es wird in einen Behälter mit Wasser gelegt. Mit Sonnenstrahlen als Energielieferant spaltet das künstliche Blatt das Wasser in die Bestandteile Sauerstoff und Wasserstoff. Diese beiden Gase werden dann einer angeschlossenen Brennstoff-Zelle zugeführt, die daraus Strom gewinnt. Laut Nocera reicht eine Gallone Wasser (3,78 Liter), um den Haushalt eines Entwicklungslandes einen Tag mit Strom zu versorgen.

Die Idee Brennstoffzellen als kleine Kraftwerke für Gebiete zu nutzen, in denen es kein Stromnetz gibt, gibt es schon länger. Die Umsetzung scheiterte bisher aber an der Wasserstoff-Herstellung. Entweder ist der Energieaufwand zu groß, um Wasserstoff direkt aus Wasser zu gewinnen, oder es müssen Rohstoffe wie Erdgas und Kohle genutzt werden, wodurch Emissionen entstehen.

Günstige Herstellung
Auch die Forschung an der künstlichen Photosynthese ist laut Nocera nicht neu. So habe es schon vor mehr als zehn Jahren ein funktionierendes, künstliches Blatt gegeben, allerdings wurden zur Herstellung teure und seltene Materialien benötigt, weshalb keine Massenfertigung möglich war. Noceras Gerät hingegen besteht aus Silizium, ein paar elektronischen Komponenten, Nickel und Kobalt. Vergleicht man die Energieausbeute mit der eines echten Blatts, soll die künstliche Version bis zu zehn Mal effektiver sein. Nocera geht davon aus, dass dies noch gesteigert werden kann.

Der MIT-Professor hat bereits bei der indischen Tata-Gruppe einen Vertrag unterschrieben. In etwa eineinhalb Jahren soll ein Mini-Kraftwerk, das auf Noceras künstlichem Blatt basiert, in Serienproduktion gehen. Das gesamte Gerät soll die Größe eines Kühlschranks haben.