#Energie: Preiswertere, weniger toxische und recycelbare #Lichtsensoren zur #Wasserstoffherstellung

Bei der künstlichen Photosynthese absorbieren die Chromophoren (auch: Photosensibilisatoren) die Lichtenergie und leiten die Elektronen an den Katalysator weiter, der die chemische Reaktion auslöst. Obwohl in den letzten Jahren zahlreiche Fortschritte bei der Entwicklung von edelmetallfreien Katalysatoren erzielt wurden, basieren die meisten Photosensibilisatoren noch immer auf molekularen Verbindungen auf der Basis seltener und kostspieliger Metalle, wie Ruthenium und Iridium, oder auf halbleitenden anorganischen Materialien, die das giftige Metall Kadmium enthalten.

Durch die Bündelung ihrer Kenntnisse in der Werkstofftechnik (Halbleiter) und der Photokatalyse gelang den Forschern zum ersten Mal die effiziente Herstellung von molekularem Wasserstoff. Sie verbanden zu diesem Zweck halbleitende anorganische Nanokristalle (Quantenpunkte) mit einem Kern aus Kupfer- und Indiumsulfid, geschützt durch eine Zink-/Schwefelhülle, mit einem molekularen Katalysator auf Kobaltbasis. Dieses „Hybrid“-System verbindet die exzellenten Eigenschaften zur Absorption sichtbaren Lichts und die Stabilität von anorganischen Halbleitern mit der Effizienz molekularer Katalysatoren. Kommt es zu einer Überschussproduktion von Vitamin-C (dem Elektronenlieferanten für das System) bewirkt dies eine bemerkenswerte katalytische Aktivität im Wasser – das bislang beste Ergebnis seit der Verwendung cadmiumfreier Quantenpunkte. Die Leistungen dieses Systems liegen dank der großen Stabilität der anorganischen Materialien (die ohne größeren Aktivitätsverlust mehrfach recycelt werden können) weit über denen mit rutheniumbasierten Photosensibilisatoren.

Diese Ergebnisse zeigen das große Potential solcher Hybrid-Systeme zur Herstellung von Wasserstoff aus Sonnenenergie.

 

Quelle: Artikel des CNRS, 10/04/2018, http://www2.cnrs.fr/presse/communique/5541.html
Bild: © Damien Jouvenot, Département de chimie moléculaire (CNRS/Université Grenoble Alpes)

Übersetzerin: Jana Ulbricht, jana.ulbricht@diplomatie.gouv.fr