Zur Erreichung der im Jahr 2021 festgelegten versch\u00c3\u00a4rften Klimaziele ist es unumg\u00c3\u00a4nglich nach Strategien zu suchen, um den aktuellen Energiebedarf durch \u00e2\u20ac\u017egr\u00c3\u00bcne Energie\u00e2\u20ac\u0153 zu decken. W\u00c3\u00a4hrend die Photovoltaik eine schon weitgehend ausgereifte Technologie darstellt, die einen wachsenden Anteil der deutschen Stromversorgung ausmacht, ist die Speicherung dieser Energie essenziell, um eine fl\u00c3\u00a4chendeckende Energieversorgung auch in Zeiten geringer Sonneneinstrahlung zu gew\u00c3\u00a4hrleisten.<\/p>\n
In der Natur existiert bereits ein optimierter Prozess zur Speicherung solarer Energie: In der Photosynthese werden Kohlestoffdioxid (CO2<\/sub>) und Wasser (H2<\/sub>O) unter Nutzung von Sonnenenergie in chemische Energie in der Form energiereicher Kohlenwasserstoffe umgesetzt. Diese Reaktion kann durch die Kombination aus CO2<\/sub>-Reduktion und H2<\/sub>O-Oxidation in einer photoelektrochemischen Zelle technisch nachgeahmt werden. Die Realisierung dieser k\u00c3\u00bcnstlichen Photosynthese bietet gleich mehrere Vorteile, die einen grunds\u00c3\u00a4tzlichen Unterschied f\u00c3\u00bcr die zuk\u00c3\u00bcnftige Energieversorgung machen k\u00c3\u00b6nnten. Zum einen kann so solare Energie in Form energiereicher Chemikalien (z.\u00c2\u00a0B. Methans\u00c3\u00a4ure, Ethanol etc.) gelagert und transportiert werden, was eine fl\u00c3\u00a4chendeckende Versorgung mit gr\u00c3\u00bcner Energie unabh\u00c3\u00a4ngig von der vorhandenen Sonneneinstrahlung erm\u00c3\u00b6glicht. Dabei kann auf die bereits bestehende Infrastruktur f\u00c3\u00bcr fossile Brennstoffe zur\u00c3\u00bcckgegriffen werden. Weiterhin k\u00c3\u00b6nnen in der Industrie anfallende CO2<\/sub>-Emissionen zur Erzeugung energiereicher Chemikalien, die unter anderem Ausgangsstoffe f\u00c3\u00bcr die Kunststoff- oder D\u00c3\u00bcngemittelindustrie darstellen, genutzt werden.<\/p>\n Besonders herausfordernd und bisher nur wenig effizient durchf\u00c3\u00bchrbar ist derzeit noch die Teilreaktion der CO2<\/sub>-Reduktion. Zentrales Ziel des geplanten Promotionsvorhabens ist die Entwicklung einer neuartigen Photoelektrode zur effizienten CO2<\/sub>-Reduktion in einer photoelektrochemischen Zelle. Ein wichtiges Element ist dabei der Einsatz neuartiger (umweltfreundlicher und ungiftiger) Halbleiter-Quantenpunkte als flexible Plattform zur Entwicklung dieser Photoelektrode. In Quantenpunkten k\u00c3\u00b6nnen grunds\u00c3\u00a4tzliche Eigenschaften m\u00c3\u00bchelos durch die Anpassung verschiedener Parameter im Herstellungsprozess ver\u00c3\u00a4ndert, und somit auf die hier geforderten, spezifischen Gegebenheiten angepasst werden. Beispielsweise kann die Lichtabsorption so eingestellt werden, dass ein gro\u00c3\u0178er Teil des Sonnenspektrums tats\u00c3\u00a4chlich effizient f\u00c3\u00bcr die CO2<\/sub>-Umwandlung genutzt werden kann. Zudem bieten Quantenpunkte die einzigartige M\u00c3\u00b6glichkeit den ansonsten umst\u00c3\u00a4ndlichen und verlustreichen Reaktionsweg zu energiereichen Produkten zu beschleunigen und so die CO2<\/sub>-Reduktionsreaktion effizienter ablaufen zu lassen.<\/p>\n Das vorgestellte Projekt er\u00c3\u00b6ffnet so nicht nur die Chance, einen wichtigen Beitrag zur Realisierung der k\u00c3\u00bcnstlichen Photosynthese zur Umwandlung von CO2<\/sub> in Chemikalien als mobile Energietr\u00c3\u00a4ger zu leisten, sondern einen grunds\u00c3\u00a4tzlich verbesserten Werkzeugkasten f\u00c3\u00bcr die Entwicklung effizienter Photoelektroden bereitzustellen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Zur Erreichung der im Jahr 2021 festgelegten versch\u00c3\u00a4rften Klimaziele ist es unumg\u00c3\u00a4nglich nach Strategien zu suchen, um den aktuellen Energiebedarf durch \u00e2\u20ac\u017egr\u00c3\u00bcne Energie\u00e2\u20ac\u0153 zu decken. 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