Energiespeicher-Hoffnung
Das Zauberwort heißt Wasserstoff

Der Traum vom effizienten Zwischenspeicher für Solarenergie ist ein Stückchen näher gerückt. Berliner Forscher haben eine Solarzelle gebaut, die kostengünstig Wasserstoff produziert.
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BerlinWenn Materialwissenschaftler Roel van de Krol vom Ökohaus der Zukunft träumt, heißt sein Zauberwort Wasserstoff. Sein Traumhaus hat Solarzellen auf dem Dach, die Sonnenlicht in Wasserstoff und Sauerstoff aufspalten. Eine Leitung führt das Wasserstoff-Gas zum Drucktank in den Keller. Dort wandelt es eine Brennstoffzelle bei Bedarf in Energie für den Haushalt um: Heizung, elektrische Geräte, Warmwasser - eine umweltfreundliche Konstruktion, die Solarenergie ohne große Verluste zwischenspeichern kann. Und vielleicht fällt dabei sogar noch ein Extrafüllung für den Tank des Wasserstoffautos der Zukunft ab.

Nur ein schöner Traum? Die erste Hürde hat van de Krol, Wissenschaftler am Helmholtz Zentrum Berlin, gemeinsam mit Kollegen der Technischen Universität Delft (Niederlande) bereits genommen. Die Forscher haben eine Solarzelle gebaut, die Sonnenlicht in Wasserstoff und Sauerstoff aufspalten kann. Dabei ist nicht die Idee neu, sondern das Material. Die Wissenschaftler nutzten das stabile Metalloxid Wismut-Vanadat (BiVO4) als Halbleiter und kombinierten es mit einer herkömmlichen Silizium-Dünnschicht-Solarzelle. Das Ergebnis ist eine Zelle, die nicht korrodiert, wenn sie Wasserstoff in Gasform produziert. Und dabei ist sie auch noch kostengünstiger als bisherige Konstruktionen. „Das ist ein erster Durchbruch“, sagt van de Krol.

Und doch ist es erst ein Anfang. Denn die neue Zelle bringt es gerade einmal auf eine Energieeffizienz von fünf Prozent. Zehn Prozent müssten es schon sein, um die Erfindung marktfähig zu machen, räumt auch van de Krol ein. Doch das hält er nicht für unmöglich. „Vor ein paar Jahren waren wir bei einem Prozent. In fünf bis zehn Jahren können wir die zehn Prozent schaffen.“ Vielleicht mit Wismut-Vanadat, vielleicht auch mit einem noch besser geeigneten Metalloxid als Halbleiter - die Zukunft soll das zeigen.

Zum Vergleich: Herkömmliche Solarzellen, die Strom produzieren, bringen es heute auf über 20 Prozent Effizienz. Aber Strom lässt sich in großen Mengen nicht effizient speichern. Und genau das ist das Problem.

Die Aussicht auf eine kostengünstige Speicher-Variante für Solarenergie hat die Politik vielleicht auch deshalb sofort in Verzückung versetzt. Er sei optimistisch, dass diese Entwicklung dazu beitragen könne, Wasserstoff künftig einfacher zu gewinnen, sagte Bundesumweltminister Peter Altmaier (CDU) der „Frankfurter Allgemeinen Sonntagszeitung“. Effiziente Speicherverfahren seien ein wichtiges Thema bei der Energiewende.

Auch die Fachwelt reagiert positiv. „Die Umwandlung von Sonnenlicht mit Hilfe einer photoelektrochemischen Zelle mit einem Wirkungsgrad von fünf Prozent ist tatsächlich ein bemerkenswerter großartiger Durchbruch“, sagt Peter Strasser, Materialwissenschaftler an der Technischen Universität Berlin. Der Wirkungsgrad und die einfachere Struktur machten dieses Konzept attraktiv. „Wir dürfen auf die Langzeitstabilität dieser Zelle gespannt bleiben“, ergänzt Strasser.

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