Im Vorfeld der Tagung erklärte Professor Matthias Beller, Vorsitzender der GDCh-Fachgruppe für Nachhaltige Chemie: „Ziel des Symposiums ist es, Photochemiker und Katalyseforscher zusammenzubringen, um gemeinsam neue Entwicklungen und Perspektiven in der Energieforschung zu diskutieren und so Lösungen für die Energieversorgung der Zukunft zu finden.“

Das Institut für Chemie der Technischen Universität Berlin, will die Notwendigkeit interdisziplinärer Zusammenarbeit am Beispiel der Tageslicht-getriebenen Wasserspaltung darstellen.

Wasserstoff gilt für viele als der wichtigste Energieträger der Zukunft; er soll „saubere“ Energie liefern. Als Energieträger der Zukunft müsste er nach den Prinzipien der Nachhaltigkeit produziert werden, und hier gilt die photokatalytische Wasserspaltung als eine vielversprechende Option. Dafür kommen beispielsweise Metalloxid- oder Metallsulfid-Katalysatoren infrage, die Licht bestimmter Wellenlängen absorbieren. Sie werden in bis zur Nanogröße pulverisierter Form eingesetzt.

Die Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff nachhaltig mit sichtbarem Licht zu betreiben, verfolgt eine Arbeitsgruppe des Department für Chemie am Royal Institute of Technology im schwedischen Stockholm. Inspiriert von der Struktur und Funktionsweise des Sauerstoff-bildenden Komplexes im Photosystem II der Pflanzen, synthetisieren die Wissenschaftler Ruthenium-Komplexe der unterschiedlichsten Art, von denen sich einige als sehr effiziente Katalysatoren für die Wasseroxidation sowohl mit Licht als auch mit chemischen Oxidationsmitteln herausstellten.

Auch am Leibniz-Institut für Katalyse (LIKAT) in Rostock befasst man sich mit dieser aktuellen Problemstellung und versucht, mehr Licht ins Dunkel der beiden Halbreaktionen Wasseroxidation und Wasserreduktion zu bekommen. Dafür setzt man Opferreagenzien (Stoffe, die irreversibel reagieren) als Elektronendonatoren oder Elektronenakzeptoren ein.

Interessante Objekte der Forschung sind chemische Systeme, die Wasserstoff speichern können. Während man u.a. an der École Polytechnique Fédérale de Lausanne und am LIKAT die Ameisensäure als Speichermedium untersucht, beschäftigt man sich am Department für Chemie und Zentrum für Katalyseforschung und –innovation an der Universität Ottawa (Kanada) mit Aminoboranen, die über eine protische Stickstoff-Wasserstoff-Bindung und eine hydridisch polarisierte Bor-Wasserstoff-Bindung verfügen.

Eine ganz andere Art von Katalysatoren stellt das Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung vor: ausgesuchte Carbide und Nitride wie das graphitartige Kohlenstoffnitrid. Seit man entdeckt hat, dass es Kohlenstoffdioxid (CO2) aufspalten und Wasser in seine Elemente zerlegen kann, wird es als katalytisch wirksames Material interessant – sowohl für die artifizielle Photosynthese als auch als Ersatz für Oxidasen, Enzymen, die in biologischen Systemen Oxidationsreaktionen katalysieren.

COMPAMED.de; Quelle: Gesellschaft Deutscher Chemiker