Was hier auf dem Fluss Cam im englischen Cambridge schwimmt, sieht aus wie ein Stück Plastikmüll. Doch es handelt sich um eine solargetriebene Wasserstofffabrik im Miniaturmaßstab.
Weltweit suchen Wissenschaftler nach neuen Methoden, um Wasserstoff und anderer als Treibstoff nutzbare Gase ohne fossile Brennstoffe herzustellen. Eine davon ist die Solar-to-Fuel-Technologie. Dabei wird nach dem Vorbild der pflanzlichen Photosynthese die Energie des Sonnenlichts genutzt, um Wasser zu spalten und so Wasserstoffgas zu gewinnen. Durch gleichzeitige Reaktion mit CO2 kann dabei auch Syngas aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid hergestellt werden, das sich dann beispielsweise zu Methanol und anderen flüssigen Kraftstoffen weiterverarbeiten lässt.
Das hier auf dem Fluss schwimmende Gebilde ist ein neu entwickeltes System, das genau dies auf kleinsten Raum und in schwimmbarer Form ermöglicht. Virgil Andrei von der University of Cambridge und seine Kollegen haben dafür zwei Photoelektroden und Katalysatoren auf eine flexible, dünne Polymerschicht aufgebracht und sie durch eine spezielle Deckschicht geschützt.
Das Ergebnis sind rund 30 bis 100 Milligramm pro Quadratzentimeter leichte und dünne Module, die auf dem Wasser schwimmen können. Fällt auf diese schwimmenden Module Sonnenlicht, löst dies eine elektrochemische Reaktion aus, durch die Wasser und CO2 aufgespalten werden. Je nach Katalysator wandelt das System die Moleküle vorwiegend in Wasserstoff oder aber in Syngas um.
Nach Angaben der Forscher sind ihre “künstlichen Blätter” in Bezug auf diese Umsetzung ähnlich effizient wie ein echtes Pflanzenblatt. Sollte sich das bestätigen, könnten solche ultraleichten, schwimmfähigen Solar-to-Fuel-Module neue Chancen eröffnen, das Sonnenlicht zur Erzeugung “grünen” Wasserstoffs und anderer sauberer Brennstoffe zu nutzen. Die dünnen, flexiblen Miniaturreaktoren könnten als schwimmende Wasserstoff- oder Syngas-Fabriken auf Seen, in Häfen oder sogar auf dem Meer eingesetzt werden.
