Künstliches Blatt

[Metzler]

Servus miteinander,

gerade gelesen: http://www.golem.de/1103/82409.html
Zusammenfassung: Künstliches Blatt für Photosynthese, spaltet Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff, angeblich 10mal höhere Effizienz als ein natürliches, echtes Blatt, kann aus 4 Liter Wasser genügend Wasserstoff herleiten, welches über eine Brennstoffzelle ein Haus einen ganzen Tag mit Strom versorgt, hält bisher wenigstens 45 Stunden am Stück.

Das klingt alles zu schön um wahr zu sein... Gibt es hier Physiker, die sich mit der Arbeit auskennen? Welche Probleme gibt es dabei? Für die Massenherstellung geeignet? Ist das der heilige Gral der Energieerzeugung?

Viele Grüße

Metzler

[stav0815]

Wie lange braucht es, um die 4 Liter Wasser zu spalten?
Das ist doch die Preisfrage.

[Crop Circle]

Die reden immer von einem künstlichen Blatt in der Größe einer Spielkarte. Aber auf diese Fläche fallen doch nur wenige Watt an Sonnenenergie. Und im nächsten Satz steht dann etwas von "...Haus versorgen...". Dann muss mit dem Spalten aber lange vor dem Versorgen angefangen werden.

[Monger]

Es wurde auch nicht gesagt, dass dieses Blatt 4l Wasser spalten kann - sondern nur, dass man so viel bräuchte um ein Haus mit Energie zu beliefern! ;)

[ilPatrino]

wiki geht von 0.8% effizienz bei der natürlichen photosynthese aus, also liegen wir mit der 'bis zu 10fachen' bei unter 8% - mal abgesehen von der haltbarkeit muß also der herstellungsaufwand deutlich unter dem von solarzellen liegen...andererseits wäre der energiespeicher für große anlagen einfacher als bei solaranlagen...

[Finch]

die 8% wären aber nur der anfängliche Wikungsgrad. Das ganze lässt sich ja wie bei PV Zellen noch wesentlich steigern. Finde das ganze hinsichtlich meines Studiums sehr interessant, mal sehe ob ich noch mehr Infos finde.

[Spasstiger]

Wo liegt denn der Wirkungsgrad bei Photovoltaik + Elektrolyse?

[Andi_669]

na ja man muss ja bedenken das die 8% offenbar der direkte Wirkungsgrad bei der Spaltung des Wassers zu Wasserstoff u. Sauerstoff ist,

im Vergleich dazu hat man bei anderen Verfahren ja immer 2x Verluste,
z.B. erst der Wirkungsgrad der Solarzelle, u. dann noch die Spaltung des Wassers,

ist auf jeden Fall ein guter Ansatz, :)

[Photobioreactor]

wiki geht von 0.8% effizienz bei der natürlichen photosynthese aus, also liegen wir mit der 'bis zu 10fachen' bei unter 8% - mal abgesehen von der haltbarkeit muß also der herstellungsaufwand deutlich unter dem von solarzellen liegen...andererseits wäre der energiespeicher für große anlagen einfacher als bei solaranlagen...

Die Primäreffizienz der Photosynthese ist höher, bei den 0,8% sind nämlich noch Verluste durch die Veratmung während der Nacht etc. mit drinnen.
Leider steht in dem Artikel nicht die Intensität, bei der die angeblich 10 Fach bessere Effizienz im Vergleich zur Photosynthese erreicht wird. Es nützt nämlich nichts, wenn der Wirkungsgrad 10 mal höher ist, das aber nur bei einigen W/m² Intensität, sodass man pro Flächeneinheit trotzdem nix an Energie speichern kann.
C4 Pflanzen schaffen aber bespielsweise noch bei einigen hundert W/m² Intensität ordentlich Photosynthese zu betreiben und regenerieren auch noch permanent ihre Schäden die durch Photooxidation entstehen, selber.
Durch ihre Enzymausstatung können Pflanzenzellen den Wasserstoff mit CO2 auch direkt in nichtflüchtige Kohlenwasserstoffe umwandeln, während H2 extrem flüchtig ist und wir immer noch nicht das Speicherproblem gelöst haben.

[Kladderadatsch]

richtig, dieses "künstliche blatt"- der begriff ist irreführend- stellt eine komponente der photosynthese dar- die wasserspaltung bzw. erzeugung von protonen und sauerstoff. da hat der prozess, der für die photosynthese namensgebend ist, im grunde noch gar nicht begonnen.

[ux-3]

Und entstehen diese beiden Gase zufällig als Gemisch? :weg:

[Acid-Beatz]

Und entstehen diese beiden Gase zufällig als Gemisch? :weg:
Du meinst, dass es gleich wieder zurückreagiert?!

[Kladderadatsch]

das wäre auf jeden fall der knaller.

[ux-3]

Du meinst, dass es gleich wieder zurückreagiert?!

Das nicht unbedingt. Aber wenn es nicht getrennt entsteht, dann ist es erst einmal ein explosives Gemisch. Eine Trennung ist vermutlich mit Energieaufwand verbunden. Ungetrennt möchte ich es nicht auf dem Dachboden im Tank haben.

[Kladderadatsch]

natürlich ist damit ein energieaufwand verbunden, sonst gäbe es hier kein wasser. der prozess, um den es hier geht, heißt in der photosynthese photolyse, bei der wie gesagt sauerstoff und protonen entstehen. also kein gemisch aus wasserstoff und sauerstoff. die protonen brauchen erst mal wieder elektronen (kommen die dann von einer batterie?).

[Metzler]

Laut
http://www.wired.com/wiredscience/2011/03/artificial-leaf/#more-55284
wurde bereits ein Vertrag mit der indischen Tata Group unterzeichnet, um innerhalb von 1,5 Jahren eine kleines Strom-Kraftwerk in der Größe eines Kühlschranks auf Basis dieses künstlichen Blatts zu bauen.

[Deinorius]

Sofern man mit diesem Teil deutlich günstiger und effizienter Wasserstoff herstellen kann als sogar mit dem Schwefelsäure/Iod-Verfahren, das man mit den kommenden Generation IV-Atomreaktoren plant, dann dürfte das wohl der benötigte Zündstoff für die Wasserstoffindustrie werden.
Dann könnten die E-Autos auf Wasserstoff setzen, anstatt darauf zu warten, dass Akkus endlich länger halten und höhere Kapazitätsdichten bekommen.

[ux-3]

natürlich ist damit ein energieaufwand verbunden, sonst gäbe es hier kein wasser.

Ach wirklich? Mir ging es beim Energieaufwand um die Trennung der Gase, die gemischt absolut lebensgefährlich wären.

der prozess, um den es hier geht, heißt in der photosynthese photolyse, bei der wie gesagt sauerstoff und protonen entstehen. .... die protonen brauchen erst mal wieder elektronen (kommen die dann von einer batterie?).

Wo sind die Elektronen denn hin? Das Wasser war ja vorher elektrisch neutral. Irgendwo müssen die Elektronen ja geblieben sein...

[Kladderadatsch]

in der photosynthese gehen die eben in die elektronentransportkette ein..

[Metzler]

Hier gibts mehr Infos:
http://www.heise.de/tr/artikel/Kuenstliche-Blaetter-fuer-die-Dritte-Welt-1224246.html

[Deinorius]

Vielleicht wäre diese Variante eine mögliche Lösung des Problems: "Was mach ich in der Nacht mit den Solarkraftwerken?" Quasi (etwas über) eine Hälfte produziert für den täglichen Bedarf Strom, während die andere Wasserstoff zum Speichern produziert. In der Nacht wird dann dieser Wasserstoff für Stromgewinnung bzw. Ausgleichung von Stromspitzen verwendet.