Die Philipps-Universit\u00e4t ist an Forschungsprojekt „H2Demo“ beteiligt. Sein Ziel ist „gr\u00fcner Wasserstoff“ aus direkter solarer Wasserspaltung.
\nAls chemische und damit speicherbare Energietr\u00e4ger sind Wasserstofftechnologien das Bindeglied zwischen Energie- und Mobilit\u00e4tswende. Doch es gibt einige Herausforderungen – vor allem was die nachhaltige und umweltvertr\u00e4gliche Herstellung gro\u00dfer Mengen von Wasserstoff betrifft. Eine m\u00f6gliche L\u00f6sung k\u00f6nnte der Einsatz von Solarenergie sein.
\nIn dem vom Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung (BMBF) gef\u00f6rderten Verbundprojekt „H2Demo“ unter Federf\u00fchrung des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Solare Energiesysteme ISE in Freiburg arbeiten elf Partner an Demonstratoren f\u00fcr die direkte solare Wasserspaltung – mit dabei ist auch die Philipps-Universit\u00e4t, die mit \u00fcber 580.000 Euro gef\u00f6rdert wird. Die Gesamtf\u00f6rderung des Projekts liegt bei 14 Millionen Euro.
\nBei der Wasserelektrolyse wird Wasser aufgespalten in Wasserstoff und Sauerstoff. F\u00fcr diesen Vorgang wird elektrische Energie ben\u00f6tigt. F\u00fcr die Produktion von sogenanntem „gr\u00fcnem Wasserstoff“ kommen erneuerbare Energien zum Einsatz.
\nBislang geschieht das, indem Solar- oder Windstrom einen Wasser-Elektrolyseur antreibt. Einen Schritt weiter geht das Verfahren zur direkten solaren Wasserstofferzeugung \u00fcber photoelektrochemische Prozesse. Darunter versteht man die Absorption des Sonnenlichts in einem Halbleitermaterial, das selbst eine ausreichend gro\u00dfe Photospannung von mehr als 1.6 Volt generiert, um Wasser direkt in Wasserstoff und Sauerstoff zu zerlegen.
\nDazu eignen sich insbesondere sogenannte „Tandem-Absorber“, bei denen zwei absorbierende Materialien elektrisch seriell verschaltet werden, analog zu Tandem-Solarzellen, die in der h\u00f6chsteffizienten Photovoltaik bereits eingesetzt werden. In kleinem Format wurde dieses Wasserstoffproduktionsverfahren bereits gezeigt. Das Ziel des Forschungsprojekts „H2-Demo“ is, erstmals gr\u00f6\u00dfere Demonstratoren herzustellen. „Zu den Arbeitspaketen in H2-Demo z\u00e4hlt die Optimierung der III-V
\nTandem-Absorber, die auf Silicium abgeschieden werden und deren Eigenschaften weiter verbessert und auf die spezifische Anwendung hin optimiert werden m\u00fcssen“, erkl\u00e4rte Projektkoordinator Dr. Frank Dimroth. Er ist Abteilungsleiter III-V Photovoltaik und Konzentratortechnologie am Fraunhofer ISE. „Zudem werden Prozesse und Anlagen f\u00fcr einen sp\u00e4teren industriellen Einsatz skaliert und neue Prozesse mit hohem Durchsatz entwickelt“, erg\u00e4nzte er.
\nSchlie\u00dflich soll ein Demonstrator mit einer Fl\u00e4che von 36 mal 36 Zentimetern gebaut und auf einem Testfeld installiert werden, um die solare Wasserstoffeffizienz – H2-Erzeugung und Moduleffizienz – im Detail zu messen. Die Philipps-Universit\u00e4t ist vor allem bei den strukturellen Untersuchungen der Tandem-Absorber mittels der Transmissionselektronenmikroskopie beteiligt.
\n„Wir werden schwerpunktm\u00e4\u00dfig die III-V\/Si Grenzfl\u00e4chen beziehungsweise Pufferschichten charakterisieren“, erl\u00e4uterte Prof. Dr. Kerstin Volz. „Dies ist eine kritische Schnittstelle f\u00fcr die Weiterentwicklung.“
\nSie wird das Marburger Teilprojekt leiten. „Damit kn\u00fcpfen wir direkt an unsere gemeinsamen Vorarbeiten in den Projekten ,III-V-Si‘ und ,MehrSi‘ mit dem Fraunhofer ISE und der TU Ilmenau an, in denen wir uns eine hohe Expertise in diesem Themenfeld aneignen konnten“, sagte Volz. Durch die erfolgreiche Zusammenarbeit sind den Partnern die Herausforderungen bei der weiteren Verbesserung der Strukturen bereits gut bekannt.
\n„Unser Ziel ist es, die Grenzfl\u00e4che zwischen III-V und Silicium weiter zu verbessern und Rekombinationsraten zu senken sowie die Ausbildung von Durchsto\u00dfversetzungen zu reduzieren“, erg\u00e4nzte Volz. Damit geh\u00f6rt die Philipps-Universit\u00e4t zu den Wegbereiterinnen und Wegbereitern zu gr\u00f6\u00dferen Demonstratoren und damit einer weiteren Verbesserung der bisherigen Technologien in diesem Bereich.
\nDas „H2Demo“-Projekt wird mit 14 Millionen Euro \u00fcber einen Zeitraum von f\u00fcnf Jahren gef\u00f6rdert und ist einer von mehreren Gewinnern des vom Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung (BMBF) ausgelobten Ideenwettbewerbs „Wasserstoffrepublik Deutschland“ im Bereich Grundlagenforschung. Die Projekte erg\u00e4nzen die drei industriegef\u00fchrten Wasserstoff-Leitprojekte, die ebenfalls noch im Fr\u00fchjahr starten sollen.<\/p>\n
* pm: Philipps-Universit\u00e4t Marburg<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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