Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg arbeitet an neuen Konzepten

Forscher wollen speicherfähige Solarzelle bauen

Bisher können Solarzellen "nur" Strom erzeugen. Bald könnten sie ihn auch speichern. © Aleo Solar

An neuen chemischen Konzepten zur Energiespeicherung arbeiten Forscher der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU). Sie wollen Sonnenenergie durch Reaktionen in Kohlenwasserstoffmolekülen ernten und speichern. Dies könnte die Grundlage zum Bau von energiespeichernden Solarzellen sein.

Forscher der FAU arbeiten aktuell in zwei Forschungsprojekten an diesem Thema und erhalten dafür Fördermittel in Höhe von mehr als einer Million Euro von der Deutschen Forschungsgemeinschaft. In den Gemeinschaftsprojekten erforschen die Wissenschaftler Moleküle und Prozesse, die sowohl eine effiziente Speicherung als auch eine kontrollierte Energiefreisetzung ermöglichen. Denkbar ist dabei sogar eine direkte Umwandlung der gespeicherten chemischen Energie in elektrische Energie. Eine Vision, die den Bau einer "energiespeichernden Solarzelle" ermöglichen würde.

Grundlage der Forschungen ist das so genannte "Norbornadien-Quadricyclan-Speichersystem". Norbornadien (NBD) und Quadricyclan (QC) sind Kohlenwasserstoffe und werden schon seit längerer Zeit als potenzielle Kandidaten für die Speicherung von Sonnenenergie diskutiert: Unter Einwirkung von Licht kann sich das Molekül Norbornadien in Quadricyclan verwandeln. Dabei wird eine Energiedichte erreicht, die der einer Hochleistungsbatterie entspricht. Auf Grund dieser Eigenschaft wird Quadricyclan auch als "Solar Fuel" – also als solarer Treibstoff – bezeichnet.

Das Teil-Projekt "Photochemisch und magnetochemisch ausgelöste Speicherung/Freisetzung von Sonnenenergie in gespannten organischen Verbindungen" wird von Dirk Guldi und Andreas Hirsch geleitet. Die Wissenschaftler arbeiten an der Herstellung verschiedener neuer Familien von NBD- und QC-Derivaten. Langfristiges Ziel ist es, einen geschlossenen System-Brennstoffzyklus für molekulare Speichermedien zu realisieren.

Im Teil-Projekt "Katalytische und elektrochemische Wiedergabe von in verspannten organischen Verbindungen gespeicherter Sonnenenergie" arbeiten Julien Bachmann, Jörg Libuda und Christian Papp zusammen. Die drei Wissenschaftler entwickeln neue Katalysatorsysteme und Elektroden, mit denen chemische Energie direkt in elektrische Energie umgewandelt werden kann. Dieses Funktionsprinzip wollen sie konzeptionell anhand von Hybridgrenzflächen mit geeigneter elektronischer Struktur, chemischer Struktur und elektrochemischer Stabilität abbilden. Die Ergebnisse beider Teilprojekte zusammen könnten die Grundlagen zum Bau einer energiespeichernden Solarzelle sein. Der Strom könnte über intramolekulare Reaktionen intelligent gespeichert und hocheffizient genutzt werden. Quelle: FAU / sue

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