Osnabrück. Die Nutzung von Solarenergie ist ein zentrales Element der Energiewende, jedoch wird bislang nur ein Bruchteil des Primärenergiebedarfs durch diese nachhaltige Quelle gedeckt. Eine neue Studie der Universität Osnabrück zeigt, wie Eisen als preisgünstige Alternative zu Edelmetallen die Effizienz der Solarenergieumwandlung erheblich steigern könnte.
Das Team um Juniorprofessorin Dr. Cui Wang hat erstmals einen Eisen(III)-Komplex entwickelt, der in der Lage ist, niederenergetisches grünes Licht in hochenergetisches blaues Licht umzuwandeln. Dieser Mechanismus, bekannt als Photonen-Aufkonversion, erweitert das nutzbare Sonnenspektrum und bietet ein großes Potenzial für effizientere Solarenergieanwendungen. Die Ergebnisse wurden im Journal of the American Chemical Society veröffentlicht.
Eisen als Gamechanger
Während aktuelle Photokatalysatoren auf seltene und teure Edelmetalle wie Ruthenium oder Iridium angewiesen sind, setzt die Osnabrücker Forschung auf Eisen – das am häufigsten vorkommende Übergangsmetall. „Eisen ist nicht nur kostengünstig und reichlich verfügbar, sondern bietet auch spannende Perspektiven für die nachhaltige Nutzung von Lichtenergie“, erklärt Prof. Wang.
Der Ansatz nutzt einen bisher wenig erforschten Mechanismus, der es ermöglicht, chemische Reaktionen durch Lichtenergie unter milden Bedingungen anzutreiben. Mit der Eisen(III)-sensibilisierten Photonen-Aufkonversion könnten beispielsweise Polymer-Synthesen durch grünes Licht zeitlich und räumlich kontrolliert gesteuert werden.
Zukunftsweisend für 3D-Druck und Solarenergie
„Unsere Methode eröffnet neue Möglichkeiten, insbesondere für den 3D-Druck“, ergänzt Pengyue Jin, Erstautor der Studie. Durch den Einsatz von grünem Licht anstelle von schädlichem UV-Licht könnten künftig präzisere und umweltfreundlichere Verfahren entwickelt werden.
Dieser Fortschritt zeigt, wie innovative Forschung an der Schnittstelle von Chemie und erneuerbaren Energien dazu beitragen kann, Solarenergie effizienter und zugänglicher zu machen – ein Schritt, der nicht nur für die Wissenschaft, sondern auch für die Industrie von großer Bedeutung ist.
Die Arbeit der Forschungsgruppe unterstreicht das Potenzial, durch den Einsatz alltäglicher Metalle wie Eisen neue Wege für nachhaltige Technologien zu eröffnen. Damit könnten sowohl die Kosten als auch die Umweltbelastungen bestehender Verfahren deutlich reduziert werden.
PM/Universität Osnabrück
