1,5 Millionen Euro für die nachhaltige Wasserstoffproduktion durch Verwendung von „nanoconfined water“
Die Carl-Zeiss-Stiftung unterstützt Dr. Yongkang Wang beim Aufbau der NanoW-Forschungsgruppe
Die elektrochemische Wasserspaltung mit Strom aus erneuerbaren Energien ist ein vielversprechender Weg zur nachhaltigen Wasserstoffproduktion, doch ihre Effizienz und Skalierbarkeit werden nach wie vor durch teure Katalysatoren und eine langsame Reaktionskinetik eingeschränkt. Mit einer Förderung in Höhe von 1,5 Millionen Euro durch die Carl-Zeiss-Stiftung über einen Zeitraum von fünf Jahren werden Dr. Yongkang Wang und sein Team einen neuen Ansatz verfolgen, bei dem Wasser auf molekularer Ebene sichtbar gemacht und gesteuert wird. Dabei nutzen sie die Einschränkung auf Nanoskala, um dessen Struktur und Dynamik an katalytischen Grenzflächen zu formen. Durch die Anpassung des Wassers an den Grenzflächen zielt das Projekt darauf ab, den Protonentransport und die Wasserspaltungsreaktionen zu beschleunigen und damit die Grundlage für eine effizientere, kostengünstigere und nachhaltigere Wasserstoffproduktion zu schaffen.
Die elektrochemische Wasserspaltung mit Strom aus erneuerbaren Energien bietet einen vielversprechenden Weg zur nachhaltigen Wasserstoffproduktion für klimaneutrale Energiesysteme. Allerdings basieren aktuelle Technologien häufig auf teuren Edelmetallkatalysatoren, was ihr Potenzial für einen großtechnischen Einsatz einschränkt. In der Erde reichlich vorhandene Katalysatoren bieten eine nachhaltigere Alternative, doch ihre katalytische Aktivität wird häufig durch eine langsame Reaktionskinetik eingeschränkt. Eine bislang weitgehend unerforschte Strategie zur Bewältigung dieser Herausforderung besteht darin, das Wasser an der Grenzfläche auf molekularer Ebene zu verstehen und gezielt zu steuern, da dessen Struktur und Dynamik eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der elektrokatalytischen Aktivität spielen.
Mit einer auf fünf Jahre angelegten Förderung in Höhe von 1,5 Millionen Euro aus dem CZS-Nexus-Programm der Carl-Zeiss-Stiftung (entspricht 1,8 Millionen Euro einschließlich Gemeinkosten) werden Dr. Yongkang Wang und sein Team im Arbeitskreis von Mischa Bonn einen neuen Ansatz zur Wasserspaltung verfolgen, bei dem Wasser an Grenzflächen durch nanoskalige Einschränkung und präzise Steuerung seiner molekularen Organisation selektiv geformt wird. Dieser Ansatz ermöglicht die direkte Visualisierung und Regulierung der Wasserstruktur, des Protonentransports und der Reaktivität an der Grenzfläche und eröffnet damit neue Wege zur Beschleunigung von Wasserspaltungsreaktionen. Letztendlich zielt das Projekt darauf ab, molekulare Gestaltungsprinzipien für die Entwicklung effizienterer, kostengünstigerer und nachhaltigerer Ansätze zur Wasserstofferzeugung zu etablieren.
Das CZS-Nexus-Programm unterstützt interdisziplinäre Forschung, die sich mit großen Herausforderungen an der Schnittstelle zwischen Grundlagenforschung und Zukunftstechnologien befasst. Die Förderung ermöglicht es den Forschern, eigene interdisziplinäre Forschungsgruppen aufzubauen, und verschafft ihnen die Ressourcen und die Unabhängigkeit, innovative Forschung zu betreiben und gleichzeitig ihre akademische Karriere voranzutreiben.
