Forschern gelingt es, eine chemische Verbindung leicht und billig herzustellen, die Wasser effektiver spaltet als bisher. Damit soll in Zukunft Wasserstoff hergestellt werden, der als umweltfreundlicher und wirtschaftlicher Treibstoff eingesetzt werden kann.

Forscher sind dem begehrten Ziel, mit der Hilfe des Sonnenlichtes Wasserstoff aus Wasser zu erzeugen, ein Stück näher gekommen. An der Emory Universität im US-amerikanischen Atlanta haben Chemiker eine neue Verbindung hergestellt, die Wasser effektiver spaltet. Die Substanz sei im Gegensatz zu vorherigen Verbindungen dieser Art einfach und billig herzustellen und wiederverwendbar, berichten Qiushi Yin und seine Kollegen im Journal "Science". Zukunftsvision ist es, Wasser mit Sonnenlicht zu Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten und so den Treibstoff Wasserstoff umweltfreundlich und wirtschaftlich zu produzieren.

Katalysator ohne Selbstmordgedanken

Das große Vorbild sind die Pflanzen: In der Photosynthese spalten sie Wasser mit Lichtenergie zu Wasserstoff und Sauerstoff und stellen so Traubenzucker aus Wasser und Kohlendioxid her. Forscher arbeiten daran, diese natürliche Reaktion im Labor nachzuahmen. Dafür benötigen sie geeignete Katalysatoren. Das sind chemische Verbindungen, die die Spaltung von Wasser beschleunigen. Das Problem: Die meisten bisher untersuchten Katalysatoren für diese Reaktion reagieren empfindlich auf Sauerstoff. Diese Substanzen zerstören sich also selbst, indem sie bei der Entstehung des Gases mithelfen.

Nicht so die Verbindung von Qiushi Yin und seinen Kollegen: "Unser Katalysator ist sogar sehr viel stabiler als der natürliche der Photosynthese", berichtet der Leiter der Studie Craig Hill in einer Mitteilung der Universität. Der Katalysator verändere sich weder durch Sauerstoff, Wasser oder Wärme und die Forscher konnten ihn mehrfach wiederverwenden. Nach Angaben der Forscher macht die besondere Struktur der Verbindung dies möglich: Voluminöse unreaktive Anhänge schützen den innersten Kern, der für die Spaltung von Wasser verantwortlich ist. "Unsere Verbindung hat alle bisher erzielten Ergebnisse bei dieser Art von Katalysatoren übertroffen", resümiert Craig Hill.

Schnell zubereitet

Die neue Verbindung besteht unter anderem aus den Metallen Cobalt und Wolfram. Sie sei "anspruchslos in ihrer Herstellung", schreiben die Wissenschaftler. Die Salze der beteiligten Elemente müssten einfach im richtigen Verhältnis gemischt und erhitzt werden. Die Substanzen seien zudem auf der Erde im Überfluss vorhanden, berichten sie. Finanziert hat die Forschungsarbeiten das US-amerikanische Energieministerium.