28.09.14 10:32 Uhr
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Wasserstoff aus Sonnenlicht: Prototyp mit hohem Wirkungsgrad entwickelt

Wie sich zeigte sind Siliziummodule für eine effiziente Erzeugung von Wasserstoff aus Sonnenlicht nicht optimal. Sogenannte Perowskit-Solarzellen, bestehend aus günstigen Katalysatoren aus Nickel und Eisen könnten diesen Umstand jedoch ändern.

Das Magazin "Science" berichtete von einem Wirkungsgrad von über zwölf Prozent. Dieser Wirkungsgrad war vorher nur mit Katalysatoren aus Platin oder Rhutheniumoxid möglich. Großer Nachteil der Perowskit-Solarzellen ist die Instabilität. Nach wenigen Stunden nimmt die Effizienz ab.

Optimistisch zeigt sich die Arbeitsgruppe um Michael Grätzel aber dennoch. Man ist überzeugt die Perowskit-Solarzellen durch verbesserte Fertigungstechniken zu optimieren. Es ist gut möglich, das so erzeugter Wasserstoff günstiger sein könnte als die heutige Gewinnung von Erdgas.


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WebReporter: losmios2
Rubrik:   Wissenschaft
Schlagworte: Prototyp, Wasserstoff, Sonnenlicht, Wirkungsgrad
Quelle: wissenschaft-aktuell.de

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10 User-Kommentare Alle Kommentare öffnen

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28.09.2014 10:48 Uhr von timsel87
 
+11 | -3
 
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Davon werden wir vermutlich zum ersten und letzten Mal hören. Oder irgendjemand kommt dann mit einer Wasserstoffsteuer.
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28.09.2014 11:12 Uhr von DeamonKnight
 
+2 | -2
 
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Elektrolyse... welch innovative Erfindung. ;)
Ok, mit Solarzellen mag das nicht so besonders effizient gewesen sein bisher, aber neu ist das nicht wirklich.
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28.09.2014 11:20 Uhr von losmios2
 
+11 | -0
 
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@ DeamonKnight

Hast du richtig erkannt!

Geht es in der News doch aber um den Wirkungsgrad. Weiter ist Nickel und Eisen wesentlich günstiger als Platin oder Rhutheniumoxid....

o_0
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28.09.2014 14:13 Uhr von ZiemlichBelanglos
 
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Öhm...Algen? Glaub gibt momentan nichts Effizienteres, außerdem wird in dem Bereich aktuell intensiv geforscht.
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28.09.2014 15:20 Uhr von 1Beamy1
 
+2 | -0
 
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Die Gewinnung von Wasserstoff durch die Aufspaltung von Wasser ist zwar naheliegend, birgt aber ein bislang nach meinem Wissen noch ungelöstes Problem. Wohin mit den vielen im wasser gelösten Feststoffen? Irgendwann sinkt der Wirkungsgrad zwangsläufig.
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29.09.2014 07:55 Uhr von Steel_Lynx
 
+0 | -0
 
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Viel faszinierender finde ich, das sie "stolz" darauf sind, einen Wirkungsgrad von 12% geschafft zu haben. Möchte diese Errungenschaft nicht schmälern, aber das ist gerade mal so effizient wie eine Energiesparlampe.
Außerdem ist zu beachten das sie, einfach gesagt, 88% der Sonnenenergie verpuffen lassen.
Meines Erachtens sind Solarzellen mit dieser Effiziens nicht markreif und sollten nicht als das "Wundermittel" angeboten werden, wie sie es derzeit machen.
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29.09.2014 14:26 Uhr von Jason31
 
+0 | -1
 
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@Steel_Lynx

Meines Erachtens, solltest Du dich zunächst informieren, ehe Du kund tust was du so erachtest...

Die besten derzeitigen Solarzellen erreichen - nagel mich nicht drauf fest, ich hab das vorige Tage gelesen - 44,7 (oder 44,3 ... ich bin mir nicht mehr ganz sicher) Prozent Wirkungsgrad. Da bedient man sich aber schon unglaublicher Tricksereien mit Konzentratoren und Wellenlängen-Wandlung - normale Solarzellen (so der Markstandart) haben im Schnitt 20-25% Wirkungsgrad.
Das Silizium aus dem man Solarzellen fertigt (mal die Kosten aller Leistungssteigernden Teile drum herum mal außen vor) ist ja nicht einfach geschmolzener Sand, sondern hoch reines Silizium - das ist enorm schwer zu produzieren. Anders als in der Chip-Industrie benötigt man aber nicht nur winzige Mengen pro Chip - also quasi wie ein "Gewürz" - sondern ordentliche Mengen aus denen man dann quasi Zellen-Platten "abschneidet" - stell es Dir vor wie ne Salami schneiden...

Perowskit hingegen ist eines der häufigsten Minerale das sich auf unserem Planeten finden lässt... quasi Dreck der überall herum liegt. Mehr noch: Es lässt sich ohne extrem aufwendige Fertigungsmethoden für jene Solarzellen nutzen, was sie extrem billig macht.

Deswegen sind sie interessant, auch wenn man über 15% Wirkungsgrad hinaus noch keine Erfolge hatte - das hatte man vor 20 Jahren aber auch nicht bei den Silizium-Solarzellen. Wenn diese aber nun für einen Appel-Und-Nen-Ei herzustellen sind, nimmt man eben 2 anstatt eine Zelle und hat unter Strich mehr Energie für noch einen geringeren Preis - das ist der Vorteil.

Dann lieber <15% aktiv nutzen, als 100% tag-täglich völlig nutzlos verpuffen lassen.
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29.09.2014 14:43 Uhr von fuDDel@
 
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Aber sind die Dinger nich auf Bleischleudern? Meine da mal vor einer Weile etwas gelesen zu haben.
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29.09.2014 14:55 Uhr von Steel_Lynx
 
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@Jason31

Nur mal so am Rande zum Thema informieren. Die normalen Solarzellen, die sich Herr Jedermann auf das Dach schraubt, kommen auf eine Energieeffiziens von ca 20%. Deine 44,7% ist ein rekord des Frauenhoferinstitut und hat mit "normalen solarzellen soviel zu tun wie ein Hochofen mit deiner Backröhre zuhause. Diese Effiziens hat man nur bei einer 297-fachen Konzentration des Sonnenlichts, also nichts was natürlich vorkommt!

Und jetzt werde ich mal ein bischen Wikipedia-Kotzen: Perowskit kommt hauptsächlich in Kieselsäure vor, welche wiederum Sauerstoffsäuren des Seliziums ist.

Ausserdem liegen die Kosten garnicht mal so weit auseinander:
Herkömliche Solarzellen: 60-80 Cent / Watt
Perowskit Solarzellen 10-20 Cent / Watt

@...2 anstatt eine Zelle und hat unter Strich mehr Energie...
/ironieon
Richtig. Und warum soll ich morgens meine Frau zur Arbeit und meinen Sohn in die Schule fahren? Kann sie doch den Zweitwagen und mein Sohn seinen Roller nehmen. Wir haben zwar alle fast den selben Weg. Aber ist ja effizienter 3 Fahrzeuge für die gleiche Strecke zu nehmen, damit ich morgens 10 min. länger liegen bleiben kann.
/ironieoff
Mal im ernst, ist das wirklich deine Auffassung? Rohstoffe verpulvern, weil man es nicht besser kann oder weiß, geht auf lassten der Umwelt und der gesamten Menschheit. Wer so denkt, der kann auch weiterhin seinen FCKW-Kühlschrank nach Indien zum ausschlachten schicken mit dem Argument: Sind ja nicht meine Kinder die Krank werden.
Was glaubst du wo deine "2 statt 1 Zelle" nach 10 Jahren landen?
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29.09.2014 16:19 Uhr von Jason31
 
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@Steel_Lynx

Sorry, aber Dein Kommentar kann unsinniger nicht sein:

> "Energieeffiziens von ca 20%. Deine 44,7% ist ein rekord "

Ich Schrieb: "Die besten derzeitigen Solarzellen erreichen (..) 44,7 Prozent Wirkungsgrad. Da bedient man sich aber schon unglaublicher Tricksereien mit Konzentratoren und Wellenlängen-Wandlung (...) normale Solarzellen (...) haben im Schnitt 20-25% Wirkungsgrad" ... Wow, Du hast meinen Kommentar also gelesen und konntest ihn sogar Wiederholen - muss ich jetzt beeindruckt sein, dass Du offenbar Google bedienen kannst und über eine Pressemitteilung des ISE vom letzten Jahr gestolpert bist (in der sich nämlich die Zahl im folgenden finden lässt)?

> "Diese Effiziens hat man nur bei einer 297-fachen Konzentration des Sonnenlichts, also nichts was natürlich vorkommt!"

Es entspricht heute dem Marktstandard, dass man Konzentrator-Prismen, wenn auch nicht in dieser Verdichtung, quasi als "Abdeckscheibe" der Zellen nutzt, um möglichst viel Licht auf eine gezielte Zelle innerhalb des Moduls zu lenken. Was jetzt das Wort "natürlich" bei Photovoltaik verloren hat... Ist das zu verstehen wie "natürliche Aromen"?
Im übrigen, wenn Du schon Googelst und Klugscheißen möchtest: Die Kenzentration der Lichtstrahlen ist das eine, bringt so viel aber gar nicht. Hättest Du mal mehr als die Überschrift gelesen, wüsstest Du, dass es im wesentlichen darum geht, Zellen verschiedener Absorbtionsbereiche übereinander zu lagern, sodass nicht nur (z.B.) die Wellenlänge Gelb der Stromerzeugung dient, sondern auch Blau, Grün und Rot (um es mal einfach auszudrücken). Letzteres ist heute Ziel bei der industriellen Umsetzung neuer Massenmarkt-Zellen.

> "Ausserdem liegen die Kosten garnicht mal so weit auseinander"

Wo Du diese Kennwerte her hast, weiß ich zwar nicht - immerhin gibt es bei Perowskit-Solarzellen nicht viel mehr als Laborwerte - aber Dir liegt offenbar so viel an Autovergleichen: Demnach ist es für Dich ja rechnerisch besser ein Auto zu Fahren dass 7 Liter Benzin auf 100km á EUR 1,50 benötigt, als ein Fahrzeug das mit Pisse führe - sagen wir, basierend auf Deinen Zahlen ein fünftel so viel kostet, aber letztlich 25% mehr davon nötig ist, um auch wieder auf 100km zu kommen... Ich sehe ein, es ist natürlich viel effektiver weiterhin Benzin zu kaufen. ... Du kannst gut Tanzen, oder?

> "Richtig. Und warum soll ich morgens meine Frau zur Arbeit und meinen Sohn in die Schule fahren"

Dieser Vergleich ist so naiv, wie falsch. Vielmehr wäre die Frage: Ist es da nicht effektiver Sohn und Frau jeweils in einem Kleinstwagen zu Ihrem Ziel zu bringen, als beide gemeinsam mit einem 24-Tonner durch die Stadt zu kutschen - so wird nen Schuh draus.
Du hast wohl keine Ahnung welchen Aufwand es bedarf hochreines Silizium zu fertigen? Wie viel Energie dafür aufgewendet wird, wie viele Abfälle in Form von Chemikalien anfallen, ja? Das ist natürlich genau so uninteressant wie in anderen Sparten... was geht es uns an, wenn in Bangladesch die Fische mit dem Bauch nach oben im Fluss schwimmen - die finden das wohl toll...

Es kommt auf die Gesamtbilanz an, und nicht nur auf das subjektive Empfinden das zwei mal in die Fresse hauen mehr weh tut als einmal... Rechnerisch penibel müsste man sogar sagen, dass lediglich 25% mehr Materialeinsatz nötig wäre zur Kompensation. Hier muss ernsthafte Forschung in Zukunft zeigen wie die Bilanz im konkreten Fall dann aussieht.
Also das Gegenteil dessen tun, als sich hinstellen und sagen "15% is aber voll doof...".

> "Was glaubst du wo deine "2 statt 1 Zelle" nach 10 Jahren landen?"

In 10 Jahren bestimmt nicht dort, wo heute noch schätzungsweise 70 Millionen Mobiltelefone in Deutschland liegen: Nämlich in den Schubladen der Verbraucher. Dank Größe und Gewicht würden diese nämlich, entgegen des anderen genannten, dem Wertstoffkreislauf zugeführt. Denn auch wenn es dir neu erscheint, um mal was anderes Sperriges zu nennen: Fernseher kann man nicht nur im Wald entsorgen. Das dieser immer häufiger in Afrika landet, als in einer Recyclinganlage, ist aber weder der Fernseher, noch der Hersteller oder gar Kunde (der ihn korrekt entsorgt) schuld.
Wenn also Dein einziges Problem ist, darüber nachzudenken was man in 10 Jahren mit der doppelten Anzahl von PV-Modulen machen könnte - dann würd ich mal sagen: Alles richtig gemacht (wenn es denn so käme)!
Da könnte man auch mal fragen, was macht man heute eigentlich mit 10 Jahre alten PV-Modulen, die teils nur magere 11 oder 12% bringen...? Achja richtig... man benutzt sie einfach weiter, denn sie haben sich bezahlt gemacht.

Aber soviel zum verpulvern von Rohstoffen... das hat Dein Kommentar auch getan, schien Deine Affinität zu ausgewogenen Öko-Bilanzen aber nicht sonderlich zu stören.

p.s.: Wenn zu schon aus dem Wiki zitieren willst, dann mach es doch bitte auch korrekt!!!

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