Silizium-Solarzellen mit mehr als 26 Prozent Wirkungsgrad

Durchsichtige Nanoschichten im neuen Zelldesign für mehr Solarstrom

Günstiger als mit Sonne lässt sich heute Strom nicht erzeugen. An sonnigen Standorten entstehen derzeit Kraftwerke, die Solarstrom sogar für weniger als 2 ct/kWh liefern werden. Marktgängige Solarzellen auf der Basis von kristallinem Silizium machen dies mit Wirkungsgraden bis 23 Prozent möglich und halten daher einen Weltmarktanteil von etwa 95 %. Mit noch höheren Wirkungsgraden (jenseits der 26 %) könnten die Kosten weiter sinken. Dieses Ziel hat nun eine Arbeitsgruppe vom Forschungszentrum Jülich mit einem nanostrukturierten, durchsichtigen Material für die Vorderseite von Solarzellen und einem ausgeklügelten Design im Blick. Über ihren Erfolg vieljähriger Forschung berichten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in Nature Energy. (Bild: Vier TPC-Solarzellen in Laborgröße (je 4 cm2) – © fz-juelich.de) weiterlesen…

Vereinfachung der Kraftstoffproduktion

Ungewöhnliche Verbindung weckt Hoffnung auf neue Katalysatoren

Festkörperchemiker der Universität Augsburg haben ein neuartiges Material synthetisiert, das ungewöhnliche Eigenschaften aufweist. Möglicherweise ebnet es den Weg zu neuen Katalysatoren für Reaktionen, die bislang nur unter hohem Energieeinsatz möglich sind, etwa zur Produktion von Düngemitteln oder zur einfachen Herstellung von Methanol. An der Studie waren auch Arbeitsgruppen der Universitäten Freiburg und Regensburg beteiligt. Sie erscheint open access in Angewandte Chemie, ist aber bereits online abrufbar. (Grafik: Das Lewis-Säure-Base-Addukt von Wasser an das Borosulfat-Anion bereichert die Borosulfatchemie grundlegend und eröffnet neue Einblicke und Perspektiven für diese faszinierende silikatanaloge Materialklasse – © uni-augsburg.de CC BY-NC-ND) weiterlesen…

Biosprit von unrentablen Äckern

Industriepflanzen könnten auf 65 Mio ha unproduktivem Ackerland angebaut werden

Ein europäisches Projekt unter führender Beteiligung der Universität Hohenheim (Fachgebiet Nachwachsende Rohstoffe, Bioökonomie) erforscht, wie unrentable Äcker mit Bio-Rohstoffen nachhaltig und wertschöpfend genutzt werden können. Rund 65 Millionen Hektar landwirtschaftlicher Flächen in Europa sind für die konventionelle Landwirtschaft kaum oder gar nicht nutzbar. Dieses enorme Potenzial soll das europäische Forschungsprojekt MAGIC erschließen, in dem sich Forschende aus zwölf Ländern mit der Frage beschäftigen, wie Landwirte diese sogenannten marginalen Nutzflächen mit wenig Aufwand mit dem Anbau von Industriepflanzen wirtschaftlich rentabel nutzen können. Bremsender Widerspruch kommt vom Berliner MCC (Foto: Miscanthus-Ernte – © Hamsterdancer – Eig. Werk, CC BY-SA 3.0, commons.wikimedia.org). weiterlesen…

Dünner als ein Nanometer, aber stärker als Stahl

Wissenschaftler stabilisieren atomar dünnes Bor für praktischen Einsatz

US-Wissenschaftler haben Borophen entwickelt, stabile Nanoblätter aus Bor- und Wasserstoffatomen mit potenziellen Anwendungen in der Nanoelektronik und Quanteninformationstechnologie. Zweidimensionale Materialien – exotische Werkstoffe der Wissenschaft mit Länge und Breite, aber nur einem oder zwei Atomen in der Dicke – bieten die Möglichkeit, die Leistung von elektronischen Geräten, Solarzellen, Batterien und medizinischen Geräten in nie dagewesener Weise zu steigern (Grafik: Wahrscheinliche Kristallstrukturen von Borophenen – © Materials Research Letters (2017) CC BY 4.0, commons.wikimedia.org). weiterlesen…

Die Elektrolyse und das Tal des Todes

Von der Grundlagenforschung zur industriellen Anwendung

Trotz einer Fülle von Katalysatorenkandidaten für die Wasserstoff- und Sauerstoffentwicklungs- sowie die CO2-Reduktionsreaktion hat bisher fast keiner von ihnen das Stadium der Anwendung erreicht – also das vielzitierte “Tal des Todes” erfolgreich durchquert. “Von der Grundlagenforschung zur industriellen Anwendung von Elektrolysetechnologien – oder warum markttaugliche Konzepte von Katalysatoren, Elektroden und Zellen noch Mangelware sind” ist eine Medienmitteilung des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT vom 14.04.2021 überschrieben. weiterlesen…

Steuermechanismus für Zukunftsmaterial Graphen demonstriert

Alles unter Kontrolle

Wie lassen sich große Datenmengen möglichst schnell übertragen oder verarbeiten? Eine Antwort auf diese Frage könnte Graphen sein. Das ultradünne Material ist nur eine Atomlage dick, und die darin enthaltenen Elektronen haben aufgrund von Quanteneffekten sehr besondere Eigenschaften. Es könnte sich deshalb sehr gut eignen, um es für besonders leistungsfähige elektronische Bauelemente zu verwenden. Allerdings fehlte bislang das Wissen, wie sich bestimmte Eigenschaften von Graphen praktisch steuern lassen. Das ändert eine in Science Advances (CC-BY 4.0) publizierte Untersuchung von Wissenschaftlern aus Bielefeld und Dresden. (Grafik: Intensive Terahertz-Pulse (rot) werden in der Graphenschicht zu höheren Frequenzen umgewandelt. Die Effizienz dieses Prozesses lässt sich durch eine Spannung von wenigen Volt steuern – © HZDR, Juniks) weiterlesen…

Claudia Kemfert: “Atomkraft als Brückentechnologie? Nein danke”

Lehren aus Fukushima – mit freundlicher Genehmigung

“So sehr wir die Energiewende wollen: Atomenergie darf keine Zwischenlösung sein”, schrieb die Wirtschaftswissenschaftlerin Claudia Kemfert, Abteilungsleiterin Energie, Verkehr und Umwelt am Deutschen Institut für Wirtschaftsforschung in Berlin, am auf der Internetseite des ZDF. “Denn eigentlich ist ja alles da.” weiterlesen…

Der perfekte Katalysator ist leider noch nicht gefunden

Interview mit Prof. Wolfgang Lubitz für die GDNÄ

Prof. Wolfgang Lubitz, Direktor Emeritus am Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion in Mülheim an der Ruhr (MPI CEC), spricht in einem Interview für die Gesellschaft Deutscher Naturforscher und Ärzte e. V. (GDNÄ) über seine Forschung, die Schlüsselrolle von Katalysatoren und sein Selbstverständnis als Wissenschaftler. Lubitz ist seit vielen Jahren GDNÄ-Mitglied und seit 2017 auch Mitglied des Vorstandsrats. Ihm sind wichtig der „Dialog mit der Öffentlichkeit, aber auch der interdisziplinäre Dialog zwischen den wissenschaftlichen Disziplinen“. Er sieht dort noch viel Verbesserungspotenzial. weiterlesen…

IPP endgültig in Max-Planck-Gesellschaft eingegliedert

1960: Big Science zieht in MPG ein

Mit der Integration des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik (IPP) in die Max-Planck-Gesellschaft schlägt das Institut ein neues Kapitel seiner bis zu Werner Heisenberg (1901-76) zurückreichenden Geschichte auf. Seit 2003 war das IPP Diener zweier Herren: Finanztechnisch unterstand es der Helmholtz-Gemeinschaft, rechtlich der Max-Planck-Gesellschaft. Die ungewöhnliche Konstruktion wurde nun per Senatsbeschluss zum 01.01.2021 aufgelöst und das Institut in die Governance der Max-Planck-Gesellschaft eingegliedert (Foto: Experimentieranlage Asdex Upgrade am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Garching – © MPI für Plasmaphysik). weiterlesen…

Nachhaltige Stromerzeugung mit niedrigen Temperaturen

Kraftwerkstechnikum MoNiKa: Forschende und Industrie arbeiten an Technologien für effiziente Verstromung von Niedertemperaturwärme

Niedertemperaturwärme etwa aus der Industrie oder Geothermiekraftwerken, bietet große Potenziale für eine nachhaltige und bedarfsgerechte Stromversorgung. Mit dem Kraftwerkstechnikum “MoNiKa” (Modularer Niedrigtemperaturkreislauf Karlsruhe) ist am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) eine europaweit einzigartige Forschungsinfrastruktur in Betrieb gegangen. Sie soll die Umwandlung überschüssiger Wärme in Strom im Organic-Rankine-Cycle (ORC) effizienter und umweltfreundlicher gestalten (Foto: Kraftwerkstechnikum MoNiKa – © Markus Breig, Amadeus Bramsiepe, KIT). weiterlesen…