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17.11.2014

Neues Verfahren zur Aktivierung chemischer Reaktionen mit sichtbarem Licht entwickelt


Wissenschaftler der Universität Regensburg haben ein neues und einfaches Verfahren entwickelt, um sichtbares Licht zur Aktivierung von chemischen Reaktionen nutzbar zu machen. Das Verfahren erweitert die Anwendungen von sichtbarem Licht erheblich und zeigt Möglichkeiten auf, wie Sonnenlicht direkt in chemische Produkte oder Kraftstoffe umgewandelt werden kann.

Sonnenlicht ist eine nahezu unerschöpfliche Energiequelle, aus der wir schon jetzt durch Photovoltaik elektrischen Strom gewinnen. Im Gegensatz dazu ist die Nutzung von sichtbarem Licht in der Chemie - beispielsweise zur direkten Umwandlung von Lichtenergie in chemische Produkte - kaum entwickelt. Der Grund liegt an dem vergleichsweise geringen Energiegehalt von sichtbarem Licht. Die Energie eines einzelnen Photons (Lichtteilchen) im sichtbaren Bereich des Spektrums ist zu gering, um stabile chemische Bindungen für Reaktionen zu aktivieren. Die Natur hat allerdings im Prozess der biologischen Photosynthese eine Lösung für dieses Problem gefunden: Dort wird die Energie mehrerer Photonen aufsummiert, so dass auch chemische Reaktionen wie die Spaltung von Wasser oder die Reduktion von Kohlendioxid mit sichtbarem Licht möglich werden.

Die biologische Photosynthese dient gewissermaßen als Vorbild für das neue Regensburger Verfahren. Durch das Absorbieren eines ersten Photons aus dem Blau-Bereich des Lichtspektrums wird hier ein Photokatalysator reduziert und damit aktiviert. Durch erneute Aufnahme eines blauen Lichtteilchens gelingen dann Reaktionen organischer Moleküle, die mit der Energie eines einzelnen Photons nicht möglich gewesen wären.

—> Originalpublikation

Quelle: Universität Regensburg




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