Ein Forschungsteam der Osaka Metropolitan University (OMU) hat einen neuen Ansatz entwickelt, der Solarenergie künftig deutlich besser nutzbar machen könnte. Die Wissenschaftler:innen präsentieren zwei zentrale Fortschritte: eine hocheffiziente Photon‑Upconversion und ein batterieloses künstliches Photosynthesesystem, das Sonnenlicht direkt in flüssigen Solartreibstoff umwandelt.
Photon‑Upconversion: Aus grünem Licht wird energiereiches violettes Licht
Die OMU‑Forscher:innen haben ein neues Molekül namens TP‑An entwickelt, das langwelliges, energiearmes Licht in kurzwelliges, energiereiches Licht umwandeln kann. Dieser Prozess – Triplet‑Triplet‑Annihilation Photon Upconversion (TTA‑PUC) – könnte Solarzellen künftig effizienter machen, weil sie mehr Anteile des Sonnenlichts nutzen könnten.
Das Besondere:
- TP‑An erreicht eine Fluoreszenz‑Quantenausbeute von über 99 %.
- Es bleibt auch bei hohen Konzentrationen stabil – ein entscheidender Vorteil gegenüber bisherigen Molekülen wie 9,10‑Diphenylanthracen.
- Die Upconversion‑Effizienz liegt bei 23 %, einem der höchsten bisher gemessenen Werte.
Damit könnte TP‑An künftig helfen, Solarzellen oder Photokatalysatoren deutlich leistungsfähiger zu machen.
Künstliche Photosynthese ohne Batterien
Parallel dazu hat ein weiteres OMU‑Team ein batterieloses künstliches Photosynthesesystem entwickelt, das Sonnenlicht nutzt, um CO₂ und Wasser in Formiat (Ameisensäure) umzuwandeln – einen flüssigen Solartreibstoff.
Der Durchbruch:
- Ein neu entwickelter selbstregulierender Elektrolyseur übernimmt automatisch die Leistungsanpassung an wechselnde Sonneneinstrahlung.
- Dadurch entfällt die bisher notwendige Batterie‑ und Elektroniksteuerung (MPPT).
- Das System produziert Solartreibstoff stabiler und kostengünstiger als bisherige Ansätze.
Formiat gilt als vielversprechender Energieträger, weil es sich leicht speichern und transportieren lässt – ein möglicher Baustein für zukünftige CO₂‑neutrale Energiesysteme.
Bedeutung für die Energiewende
Beide Entwicklungen zeigen, wie Materialforschung und Energietechnik zusammenwirken können, um Solarenergie effizienter und vielseitiger zu machen. Von verbesserten Solarzellen bis zu neuen Wegen der CO₂‑Umwandlung könnten diese Technologien langfristig dazu beitragen, erneuerbare Energie besser nutzbar zu machen.
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Bild: Jeroen van de Water auf Unsplash
