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05.09.10 20:19 Uhr
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Solarenergie: Sich selbst regenerierendes photoelektrochemisches Element gebaut

Mit Photosynthese bezeichnet man die Umwandlung von Sonnenenergie in chemische Energie, ein Vorgang, der Pflanzen das Dasein ermöglicht. Ein Problem, das bisher beim Nachmachen dieses Verfahrens auftauchte, ist die Tatsache, dass bei diesem Prozess die entscheidenden Moleküle gespalten werden.

Die Natur verfügt über einen effizienten Mechanismus, um diese Moleküle wiederherzustellen. Michael Strano und seine Kollegen vom Massachussetts Institute of Technology haben es nun geschafft, diesen Prozess nanotechnologisch nachzuahmen. Das Nanosystem besteht aus sieben kleineren Teilen.

Diese schwimmen in einer Flüssigkeit, die eine bestimmte Substanz enthält und geben bei Lichteinfall Elektronen an Kohlenstoffröhren ab. Zerfallen die Nanosysteme, muss man nur die Substanz mittels einer Membran heraus filtern und das System setzt sich wieder zusammen. Der Wirkungsgrad liegt bei 40 Prozent.


WebReporter: Getschi
Rubrik:   Wissenschaft / Technik
Schlagworte: Element, Solarenergie, Photosynthese
Quelle: science.orf.at
Meinung des Autors zum Thema:
 
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Man hat das Verfahren in einem 14-stündigen Test das Zerfallen und Regenerieren mehrfach wiederholt und konnte am Ende genauso gut Energie gewinnen, wie zu Beginn.

Die Kohlenstoffröhrchen (welche übrigens Nanotubes sind) dienen nicht nur zum ableiten von Strom, sondern richten die Systeme auch aus. Dies geschieht durch eine Anlagerung der Nanosysteme an die Tubes.

Es stehen in der Quelle leider keine Informationen über die Kosten. Trotzdem hört sich das ganze sehr interessant an.
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16 User-Kommentare Alle Kommentare öffnen

Kommentar ansehen Interessantes Verfahren   
 
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05.09.2010 20:31 Uhr von hostmaster
Weiterführendes Material (massachusetts institute of technology): http://www.mit.edu/...

http://web.mit.edu/...
Kommentar ansehen Jede Reise beginnt mit dem ersten Schritt.   
 
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05.09.2010 21:21 Uhr von Mylord001
Ich hoffe das in diese Richtung weiter geforscht und erprobt wird.

Regenerative Energien sollten unbedingt in den Vordergrund rücken. Öl-, und Atomenergie sind auf dauer nicht der Hit.
Das eine ist bald alle (erledigt sich also von selbst), vom anderen haben wir zuviel "Endmaterial" übrig.

Also fleisig solche Sachen fördern.
Kommentar ansehen schöne Spielerei   
 
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05.09.2010 22:17 Uhr von K.T.M.
Original Nature chemistry Artikel (für die Leute die Zugang haben): doi:10.1038/nchem.822

Um die Nanotube bildet sich eine Lipiddoppelschicht an der sich das Photosystem aus dem Purpurbakterium Rhodobacter sphaeroides anlagert. In der Reaktion sind noch Ubiquinone (QA und QB) und Hexacyanidoferrat(III und II) beteiligt

Wie weit man so ein System wirklich einsetzen kann ist aber die Frage. Der Versuch beinhaltet leider keine Photoschädigung an den organischen Molekülen, da im Versuch die Anregung mittels einer 785 nm Laserdiode erfolgte (20 mW) und nicht mit Sonnenlichtspektrum.

Aber ansonsten ist es eine schöne Sache. Ein Dank an Getschi für die interessante News.

[ nachträglich editiert von K.T.M. ]
Kommentar ansehen immer weiter so   
 
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05.09.2010 23:00 Uhr von jonnymodjo
danke an die schlauen leute, die immer wieder auch sinnvolle kommentare abgeben. bin ein nicht sehr gelehrter aber sehr wissensdurstiger mensch. und nach kommentaren wie euren bin ich gezwungen nachzulesen, da ich, wie viele andere, nicht mitkomme; und bilde mich sozusagen learning-by-reading weiter. sowas nenne ich ein soziales netzwerk ;-)
Kommentar ansehen d   
 
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06.09.2010 00:15 Uhr von krakatau
40% Wirkungsgrad und dann sich selbst regenerierend wäre hammermässig. Die besten Solarzellen halten sonst maximal 30 Jahre laut Wiki. Und Wirkungsgrad glaub nur so 20%. Energieunabhängigkeit wär das beste was dem Individuum passieren könnte.
Kommentar ansehen wirklich bemerkenswert   
 
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06.09.2010 02:28 Uhr von Rhonar
sollte das wirklich so wwie beschrieben klappen, wäre das ein riesen Fortschritt..
zumal ein Wirkungsgrad von 40% auch weitaus mehr ist, als heutzutage mit gewöhnlichen Solarzellen zu erreichen ist..

wobei ich bezweifle, das man die Regeneration im laufenden Betrieb quasi endlos fortsetzen kann..

alles in allem vermutlich eine großartige Sache, die aber vermutlich noch einige Zeit braucht, bis sie ausgereift ís..

achja.. @autor:
super news.. sowas sieht man hier gern ; )
Kommentar ansehen zum Wirkungsgrad   
 
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06.09.2010 07:37 Uhr von K.T.M.
"40% Wirkungsgrad und dann sich selbst regenerierend wäre hammermässig."
Die 40% sind gar nicht soviel wie es auf den ersten Blickt scheint.
Bei Solarzellen wird der Wirkungsgrad für die gesamte eingestrahlter Leistung (alle Wellenlängen) berechnet. In dem Versuch bezieht sich der Wirkungsgrad von 40 % nur auf die 785 nm der Laserdiode und unter perfekten Laborbedingungen.
Wirklich selbstregenerierend ist es im Prinzip auch nicht. Bei dem Versuch lagern sich die Bestandteile selbstständig um die Kohlenstoffnanoröhre, da sich eine Lipiddoppelschicht anlagert und daran das Photosystem bindet. Gibt man Natriumcholat hinzu zerfällt die Doppelschicht und es findet keine Lichtreaktion mehr statt. Entfernt man wieder das Natriumcholat bildet sich die Schicht wieder und die Lichtreaktion kann wieder stattfinden. Der Versuch beinhaltet keine Photoschädigung und Temperatureinflüsse.

Die Natur selber kommt bei der Photosynthese auch nur auf einen (Brutto)-Wirkungsgrad von max. 20% und Netto auf 1-2%

Der Rekord-Wirkungsgrad von Solarzellen aus GaAs-Zellen liegt übrigens bei 41,1%
Kommentar ansehen @MyLord   
 
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06.09.2010 08:31 Uhr von PeterLustig2009
Bei der Atomenergie bleibt gar nciht so viel übrig da man die verbrauchten Brennelemente wieder aufbereiten kann.

Allerdings halte auch ich es für sinnvoll regenerative Energien zu erforschen und weiterzuentwickeln
Kommentar ansehen @Mylord001   
 
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06.09.2010 08:39 Uhr von globi123
Sei mit deiner Hoffnung auf regenerativen Energiequellen besser etwas vorsichtiger!

Was uns als "umweltfreundlich" verkauft wird, ist teils reinstes Gift. Ein Beispiel: Die Energiesparlampe - wobei nur nebenbei im Kleingedruckten auf der Verpackung steht, dass Quecksilber hoch toxisch/giftig ist - und jetzt wurde jeder Haushalt zu einer Giftmülldeponie!

@all
Schon mal dran gedacht, dass wir gerade deshalb AKWs und Kohlekraftwerke brauchen, weil unsere Wirtschaft so stark "exportabhängig" ist!? Die Privatwirtschaft braucht nur einen Bruchteil der insgesamt erzeugten Energie und könnte schon heute komplett auf rengenerative Energien umsteigen, wenn da nicht die vielen Lobbys dagegen agieren würden!

Das o.g. Verfahren mag zwar interessant erscheinen - doch wüsste ich gerne, wie das Kosten/Nutzen-Verhältnis real ist, insbesondere da "Solarzellen" (Ok, Siliziumabbau ist auch net besser als Quecksilbergewinnung) eine ähnlich gute Ausbeutung versprechen!
Kommentar ansehen globi und PeterLustig   
 
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06.09.2010 14:34 Uhr von cav3man
Moin

Erstmal vorweg: Eine Energiesparlampe erzeugt von ihrer Produktion bis zum Recycling weniger Quecksilber als eine normale Glühlampe. Bei der Energiesparlampe bleibt dabei das Quecksilber zum größten Teil in der Lampe. Bei der Glühbirne wird es direkt in die Natur geblasen.
siehe Abschnitt "Aufwandsvergleich": http://de.wikipedia.org/...

Atommüll... stimmt superwenig... quasi nix.... nur
120.000Kubikmeter leicht bis mittelradioaktiv und 2000 Kubikmeter hochradioaktive Abfälle.

Das coole ist eigentlich die momentane Lagerung. Teile des Atommülls aus ganz Europa werden eifnach nach Russland gekarrt und dann da unter freiem Himmel zusammengeschütet. Das ist natürlich sehr wünschenwert...

Wer ironie findet darf sie behalten

Jeder der heute noch glaubt das EE Anlagen nicht in der Lage sind genug Strom (zu jederzeit) zu produzieren ist meiner Meinung nach zurückgeblieben oder ihm wurde von der Atomlobby der Kopf gewaschen.

EE Kombikraftwerk
http://www.youtube.com/...
Kommentar ansehen Wobei man noch erwähnen sollte,   
 
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06.09.2010 14:56 Uhr von globi123
dass wir heute "Forschung" betreiben, wenn wir ein altes Römerlager ausbuddeln - und die sind teils weniger als 2.000 Jahre alt.

Wie sich unsere Nachfahren doch freuen werden, dass sie auf einem Giftmüllplaneten leben.

PS: Ich kenne den Bericht über die Lagerung des zu 99% recyclebarem "Atommülls", durch Wiederaufbereitung. Fakt ist aber, dass sich dies finanziell nicht lohnt und so der strahlende Abfall in Containern in Russland gelagert werden - gut zu sehen via Google Earth!

Herrje, selbst die "optimistischsten" Einschätzungen gingen stets davon aus, dass man den Atommüll in der Asse einlagert und dann mit "Erdmaterial" umschließt, da man davon ausging, dass sich die Aufbewahrungsbehälter innerhalb weniger Jahrzehnte "auflösen" und so die "giftige" Masse in dem Korkon auffängt!

Wir brauchen keine Atomwaffen, um unseren Planeten auszulöschen - das schaffen wir ganz alleine!
Kommentar ansehen @cav3man   
 
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06.09.2010 15:28 Uhr von little_skunk
Ich glaub du hast da was missverstanden. Es steht außer Frage, dass wir mir EE Anlagen genug Strom erzeugen können. Fraglich ist nur ob es nicht genauso umweltschädlich wie Atomstrom ist. Beim Atomstrom fällt nur sehr wenig Abfall an. Der hat es dafür in sich. Was ist mit dem Abfall, der bei der Herstellung von Silizum Solarzellen anfällt? In 10 Jahren haben wir wohlmöglich auch da ein Problem mit dem Sondermüll und unsere Kinder schauen uns verwundert an warum wir das nicht vorhersehen konnten.
Kommentar ansehen little skunk   
 
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06.09.2010 17:00 Uhr von cav3man
Servus,

hab gerade mal ein wenig recherchiert... was fällt denn bei Photovoltaikanlagen für Giftmüll an. Ich konnte da nichts finden.

Außer das Chlor beim Siemensverfahren... dieses wird aber inzwischen schon von einem Chlorfreien Verfahren abgelöst.

Wär cool wenn du mir ein paar links geben könntest.
Kommentar ansehen @cav3man   
 
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06.09.2010 18:01 Uhr von little_skunk
Das Wort "Giftmüll" habe ich nicht verwendet. Nicht jeder Stoff muss gleich Gistmüll sein um Umweltschädlich zu sein.

http://de.wikipedia.org/...

Am Anfang hat man den Atommüll auch verharmlost. Wer weiß was unsere Kinder in 10 Jahren zu den dort aufgelisteten Chemikalien sagen.
Kommentar ansehen little skunk   
 
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06.09.2010 21:22 Uhr von cav3man
Moin

sorry das ich Giftmüll geschrieben habe ;)
Bin nur davon ausgegangen das es nicht gesund ist und daher Gift... ja ich weiß ich neige zu übertreibungen =P

Danke für die Info, da werd ich mich mal nen Nachmittag mit beschäftigen
Kommentar ansehen @news: interessant, aber noch etwas hin   
 
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07.09.2010 23:15 Uhr von zeroFX
@atommüll-recycling: Wie schon geschrieben, könnte man mehr aufbereiten, asl derzeit gemacht wird. Aber das kostet halt und bisher hat der Staat (-> Steuerzahler) ja meist noch was zugebuttert, aslo warum sollte man? Es gibt da einer sehr schöne arte Doku "Albtraum Atommüll".

@Solarzellen: Ja, auch da fallen giftige/problematische Stoffe an. Aber vorallem in Großánlagen lässt sich das deutlich reduzieren, wenn man statt Anlagen mit großflächigen Panelen solche mit Spiegeln einsetzt und dafür nur eine sehr kleine, aber hocheffiziente Panelfläche von wenigen cm² benötigt. Und die kann dann auch schonmal etwas mehr pro cm² kosten. Außerdem gibt es ja noch viele andere Möglichkeiten, aus Solarenergie elektrische zu "gewinnen", z.B. den Stirlingmotor (mit entspr. Parabolspiegel).

Im Endeffekt wird uns sowieso nur ein guter Energiemix weiterbringen, bei dem wir von allem etas nutzen, ohne mit einer bestimmten Tech. bestimmte Resourcen zu sehr zu strapazieren, wie wir es bisher gerne getan haben.

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