[Solarenergie] MIT meldet Durchbruch bei Electrolyse von Wasser

[up¦²]

'Major discovery' from MIT primed to unleash solar revolution
Scientists mimic essence of plants' energy storage system
http://web.mit.edu/newsoffice/2008/oxygen-bubbles-enlarged.jpg
MIT researchers have developed a new catalyst, consisting of cobalt metal, phosphate and an electrode. When the catalyst is placed in water and electricity runs through the electrode, oxygen gas is produced. When another catalyst is used to produce hydrogen gas, the oxygen and hydrogen can be combined inside a fuel cell, creating carbon-free electricity to power a house or an electric car, day or night.
http://web.mit.edu/newsoffice/2008/oxygen-0731.html
Das könnte sehr große Bedeutung haben!
Damit könnte man Sonnenenergie noch besser akkumulieren.
Wasserstoff ahoi!

[Lu-Tze]

Liest man sich das genauer durch, wird klar, das hiermit eines von vielen Problemen etwas reduziert werden - klingt nicht gerade nach einem Durchbruch.

Aber ein weiterer Schritt in die richtige Richtung ist es wohl.

[up¦²]

Wasserstoff ...und Brennstoffzelle: das wär's doch für's erste! :wink:
Nebenbei: es gibt auch kleine Schritte gannz praktisch und sie haben indirekt Bezug aus's Thema:
Diese Revolution ist flüsterleise: Emax, der erste vollwertige 50er-Roller mit Elektroantrieb, feiert heute Händlerpremiere.
http://www.bild.de/BILD/auto/2008/07/elektro-roller/im-test.html
Jetzt noch eine Idee für noch bessere Lithium Akkus und die Energiewende kann loslegen!
http://www.li-tec.de/downloads/Pressemitteilung_Artikel_li-tec.pdf

[Monger]

Verstehe ich das richtig, dass sie einen Katalysator gefunden haben der die Elektrolyse von Wasser erleichtert?

Leider ist in dem Artikel mit keinem Wort erwähnt, um wieviel. Dass man mit ausreichend Energie Wasser spalten kann, ist ja ein alter Hut.

[Marmicon]

Verstehe ich das richtig, dass sie einen Katalysator gefunden haben der die Elektrolyse von Wasser erleichtert?

Leider ist in dem Artikel mit keinem Wort erwähnt, um wieviel. Dass man mit ausreichend Energie Wasser spalten kann, ist ja ein alter Hut.

Jup, das interessiert mich auch :)

[up¦²]

Leider wird im MIT-Artikel zu allgemein berichtet...
Hier ist bissel mehr Info/Links und ein interessantes Zitat:
Nocera's advance represents a key discovery in an effort by many chemical research groups to create artificial photosynthesis--mimicking how plants use sunlight to split water to make usable energy. "This discovery is simply groundbreaking," says Karsten Meyer, a professor of chemistry at Friedrich Alexander University, in Germany. "Nocera has probably put a lot of researchers out of business." For solar power, Meyer says, "this is probably the most important single discovery of the century."
...
In his experimental system, Nocera immerses an indium tin oxide electrode in water mixed with cobalt and potassium phosphate. He applies a voltage to the electrode, and cobalt, potassium, and phosphate accumulate on the electrode, forming the catalyst. The catalyst oxidizes the water to form oxygen gas and free hydrogen ions. At another electrode, this one coated with a platinum catalyst, hydrogen ions form hydrogen gas. As it works, the cobalt-based catalyst breaks down, but cobalt and potassium phosphate in the solution soon re-form on the electrode, repairing the catalyst.
http://www.technologyreview.com/Energy/21155/
Der Mix von Kobalt und Phosphat in normalem Wasser sind der Clou!

[Monger]

Der entscheidende Satz ist der hier:


The proposed solution of using sunlight to split water, storing solar energy in the form of hydrogen, hasn't been practical because the reaction required too much energy, and suitable catalysts were too expensive or used extremely rare materials. Nocera's catalyst clears the way for cheap and abundant water-splitting technologies.


Normale Elektrolyse braucht ganz schön viel Energie, deshalb war das im Zusammenhang mit Solarenergie bisher inpraktikabel. Offenbar gab es auch andere Katalysatoren, aber die waren teuer und verschleißten mit der Zeit.

Wenn sie jetzt auch noch das Platin ersetzt kriegen, braucht man für ein eigenes Solarkraftwerk mit Speicherung nur noch:

- Eine Solarzelle
- den oben genannten Katalysator
- Wasser
- Eine Abscheidungsmöglichkeit, um Sauerstoff von Wasserstoff zu trennen
- Einen Wasserstofftank
- Einen Sauerstofftank
- Eine Brennstoffzelle/Ein Gasbrenner

Nicht übel. Wenn der Wirkungsgrad wirklich brauchbar ist, könnte das wirklich der Durchbruch bei den Energiespeichern sein.

[AffenJack]

ist trotzdem zu allgemein. Um sagen zu können wieviel es bringt muss man schon zahlen dazu haben, aber ich befürchte dass es nicht allzuviel energieersparnis werden, was zwar nen fortschritt ist, aber auch nicht gleich der heilige gral. Besonders, dass keine Zahlen erwähnt werden lässt mich darauf schließen, denn wenns wirklich ne revolutionäre zahl wäre würde mans erwähnen.

[G.A.S.T.]

Der entscheidende Satz ist der hier:



Normale Elektrolyse braucht ganz schön viel Energie, deshalb war das im Zusammenhang mit Solarenergie bisher inpraktikabel. Offenbar gab es auch andere Katalysatoren, aber die waren teuer und verschleißten mit der Zeit.

Wenn sie jetzt auch noch das Platin ersetzt kriegen, braucht man für ein eigenes Solarkraftwerk mit Speicherung nur noch:

- Eine Solarzelle
- den oben genannten Katalysator
- Wasser
- Eine Abscheidungsmöglichkeit, um Sauerstoff von Wasserstoff zu trennen
- Einen Wasserstofftank
- Einen Sauerstofftank
- Eine Brennstoffzelle/Ein Gasbrenner

Nicht übel. Wenn der Wirkungsgrad wirklich brauchbar ist, könnte das wirklich der Durchbruch bei den Energiespeichern sein.
wozu den Sauerstofftank?

[Monger]

wozu den Sauerstofftank?
Naja, als wenn wir auf die Weise schon Sauerstoff bekommen, sollten wir ihn nicht wegschmeißen! ;)

Reiner Sauerstoff ist ziemlich teuer.

[Cyphermaster]

- Eine Solarzelle vorhanden
- den oben genannten Katalysator vorhanden
- Wasser vorhanden
- Eine Abscheidungsmöglichkeit, um Sauerstoff von Wasserstoff zu trennen vorhanden
- Einen Wasserstofftank NICHT vorhanden
- Einen Sauerstofftank vorhanden
- Eine Brennstoffzelle/Ein Gasbrenner vorhanden

Nicht übel. Wenn der Wirkungsgrad wirklich brauchbar ist, könnte das wirklich der Durchbruch bei den Energiespeichern sein.Das Hauptproblem für viele Regenerativ-Energiequellen ist verlustarme Speicherung/Transport, nicht die Effizienz der Erzeugung des Speicherstoffs. Wasserstofftanks kranken bisher schwer an der Diffusionsneigung des Wasserstoffs (kleinstes Element, diffundiert sogar durch dicken Stahl noch recht gut!) und dem daraus resultierenden Verlust. Und solange ich den Wasserstoff nicht oder nur in wegen ihrem Gewicht nicht gut transportablen Tanks speichern kann, nutzt er mir nichts. Da speist man die Solarzellen-Energie besser direkt ins Stromnetz, um bei Überproduktion Pumpspeicherkraftwerke o.ä. zu versorgen.

[Abraxus]

Das Hauptproblem für viele Regenerativ-Energiequellen ist verlustarme Speicherung/Transport, nicht die Effizienz der Erzeugung des Speicherstoffs. Wasserstofftanks kranken bisher schwer an der Diffusionsneigung des Wasserstoffs (kleinstes Element, diffundiert sogar durch dicken Stahl noch recht gut!) und dem daraus resultierenden Verlust. Und solange ich den Wasserstoff nicht oder nur in wegen ihrem Gewicht nicht gut transportablen Tanks speichern kann, nutzt er mir nichts. Da speist man die Solarzellen-Energie besser direkt ins Stromnetz, um bei Überproduktion Pumpspeicherkraftwerke o.ä. zu versorgen.
http://de.wikipedia.org/wiki/Metallhydridspeicher
http://www.innovations-report.de/html/berichte/verfahrenstechnologie/bericht-18672.html

[Cyphermaster]

Auch mit Hydridspeicher wird kein Schuh draus. Man braucht ~40kg Hydridspeicher, um die gleiche Energiemenge wie 1kg Benzin zu speichern/transportieren, sogar Holz hat pro kg noch fast 20fachen Energieinhalt.

Die notwendige Transportenergie für Wasserstoff in dieser Form ist auch Verlust, der einzurechnen ist!

[Rincewind]

Warum nicht dort, wo der Wasserstoff hergestellt wird, eine Tankstelle einrichten? Dann entfällt der verlustreiche Transport.

[Ric]

Warum nicht dort, wo der Wasserstoff hergestellt wird, eine Tankstelle einrichten? Dann entfällt der verlustreiche Transport.


Weil ich so selten in der Wüste Nordafrikas oder Kaliforniens bin? :crazy2:

[Rincewind]

und nur dort kann man Wasserstoff herstellen?

[Ric]

und nur dort kann man Wasserstoff herstellen?

Denke nochmal deinen Gedanken von Anfang bis Ende.



Eine kleine Hilfe:

(Ohne Wandlungsverluste)
Die Sonne gibt bei senkrechter Einstrahlung ca. 1kwh pro m² auf der Erdoberfläche ab.
In einen Liter Benzin ist eine Energiemenge von 12,1kWh/kg.

[Rincewind]

Ist es so schwierig eine einfache Frage zu beantworten?

[Monger]

Die Sonne gibt bei senkrechter Einstrahlung ca. 1kwh pro m² auf der Erdoberfläche ab.
In einen Liter Benzin ist eine Energiemenge von 12,1kWh/kg.
Solarzellen lassen allerdings auch mit ansteigender Hitze an Wirkungsgrad nach.

Natürlich gleicht sich das nicht aus, und man gewinnt schon in den mittleren Breiten mehr Energie als in den gemäßigten Zonen. Dafür hat man allerdings den Transportaufwand, und eine erhöhte Wartung. Da sind dann Sonnenkraftwerke die deutlich effizientere Variante.

Für gemäßigte Breiten ist eine Solarzelle auf dem Dach aber genau das richtige - und da sehe ich auch das Anwendungsgebiet dieser Technologie. Wenn jeder Haushalt annähernd seinen eigenen Jahresbedarf an Energie decken kann, ist schonmal viel gewonnen.

[Coda]

Ist es so schwierig eine einfache Frage zu beantworten?
Es bringt nichts in Hintertupfingen Wasserstoff herzustellen, weil dort die Sonneneinstrahlung viel zu gering ist.

Und nein, du willst keinen Wasserstoff aus Braunkohle-Strom erzeugen.

[icemanemp]

Ich habe in meinem neuen Haus auch eine Luft-Wärmepumpe (nicht das effizienste an Wärmepumpen-Möglichkeiten, aber für das Thema egal!).
In ein paar Jahren, wenn die Hausverputzung ansteht, stellt sich für mich die Frage:

Soll ich den Energiebedarf senken indem ich die heutigen guten Steine nochmal mit 6-10 cm Dämmung versehe oder gehe ich den anderen Weg! Soll ich einfach den Strom selbst produzieren, die meine Wärmepumpe verbraucht (d.h. geschätze 12000 kwh im Jahr, da erst 1.5 eingezogen noch kein richtiger Wert, sondern Beobeachtung aus Laufzeit im leeren Haus und Estrichaustrocknung)?

ich finde die zweite Möglichkeit einfach viel besser! Warum so viel Ärger haben mit Dämmung, deren Installation und die Folgekosten durch z.B. schlechte Installation (Algen usw.). Einfach komplett unabhängig bei der Wärmeproduktion zu sein, d.h. im Winter wie im Sommer, in der Nacht und am Tag. Das wäre perfekt. Dann könnte die Solaranlage die Energie im Winter am Tag speichern, wenn ich und meine Frau aus dem Haus sind und abends dann beim Warmwasserverbrauch und beim nach oben regulieren der Heizung die Energie aus der Tagesaufladung benutzt.