„nachhaltige technologien 01 | 2024"

In diesem Zusammenhang haben photokatalytische (PC) und photoelektrochemische (PEC) Prozesse, die die Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie ermöglichen, in den letzten Jahren erhebli- che Aufmerksamkeit gewonnen. Die Prozesse werden in sogenannten "Solarreaktoren" eingesetzt, um durch die Nutzung von Photokatalysatoren einstrah- lende Photonen aus dem Sonnenlicht zu absorbieren, und chemische Reaktionen auszulösen. Eine bei- spielhafte Reaktion ist die Umwandlung von Wasser (H 2 O) zu Wasserstoff (H 2 ) und Sauerstoff (O 2 ). Die Effizienz dieser Prozesse kann deutlich durch die Gegenwart von wässrigen Opfersubstanzen gestei- gert werden. Opfersubstanzen wirken als Elektronen- donatoren und sind beispielsweise in Abwasser als gelöste Schadstoffe zu finden. Durch die Oxidation dieser Schadstoffe findet neben der Wasserstoff-Pro- n Österreich werden über 60 Prozent des Energie- bedarfs aus fossilen Energiequellen wie Kohle, Erdöl und Erdgas bereitgestellt. Die industrielle Nutzung dieser fossilen Energieträger für die Erzeugung von Strom, Wärme und Chemikalien trägt maßgeblich zur Abhängigkeit von fossilen Quellen bei und ver- antwortet etwa 34 Prozent der Treibhausgasemis- sionen. Trotz der zunehmenden Sensibilisierung für die Endlichkeit fossiler Ressourcen und der damit verbundenen Umweltauswirkungen wird weiterhin ein steigender Energieverbrauch prognostiziert. Diese Entwicklung geht einher mit einem verstärk- ten Bedarf an Wasserstoff, vor allem für industrielle Anwendungen. Angesichts dieser Herausforderungen wird die Erschließung alternativer Energiequellen dringend erforderlich. Nachhaltige Kraftstoffe aus Solarenergie Der steigende Bedarf an Kraftstoffen, insbesondere an Wasserstoff in der Industrie, erfordert nachhaltige Lösungen. Aktuell wird Wasserstoff größtenteils als "grauer Wasserstoff" aus fossilen Energieträgern pro- duziert. Zukünftig soll vermehrt auf "grünen Wasser- stoff" gesetzt werden, wobei aktuelle Ansätze wie die Elektrolyse auf erneuerbaren Strom angewiesen sind. Dieser ist jedoch nicht beliebig erweiterbar. Daher sind nachhaltige Alternativen zur Wasserstoffbereit- stellung notwendig. I Sarah Meitz, Dogukan Apaydin Grünen Wasserstoff mit der Sonne produzieren Foto: AdobeStock/Silvano Rebai Reaktion zur Umwandlung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff Quelle: AEE INTEC 2h + + H 2 O H 2 2h + + H 2 O e - + h + 2e - + 2H + 2e - + 2H + 2H + + ½ O 2 2H + + ½ O 2 Photon absorption generating electron-hole pairs Photons Reduction Reduction Oxidation Oxidation V