Ein Forschungsteam der Taiwan-Universität und der Tsinghua-Universität hat gemeinsam eine neuartige kompakte Vorrichtung entwickelt, die Sonnenlicht und Abwärme in Wasserstoff umwandeln und gleichzeitig Abwasser behandeln kann. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Advanced Energy Materials“ veröffentlicht.

Die Vorrichtung integriert Nanomaterialien, Mikrofluidtechnik und Thermoelektrik. Ihr Kernstück ist ein zusammengesetzter Katalysator, der aus dem hochleitfähigen zweidimensionalen Material Titancarbid und dem lichtabsorbierenden Material Cadmiumsulfid besteht. Die Synergie dieser beiden Materialien verbessert den Trennungs- und Transportprozess der photogenerierten Ladungen. Die Vorrichtung enthält außerdem einen mikrofluidischen Reaktor, der den Kontakt zwischen Licht, Wasser und Katalysator verstärken soll, um so die Gesamtleistung der solaren Wasserstofferzeugung zu steigern.

Ein Schlüsselelement des Designs ist die Fähigkeit, die bei der Wasserstoffproduktion normalerweise verschwendete Abwärme aufzufangen. Durch einen eingebauten thermoelektrischen Generator wird diese Abwärme in zusätzlichen Strom umgewandelt und dem Wasserstofferzeugungsprozess zurückgeführt. Dieses Design erhöht die Gesamtnutzungseffizienz der Energie und ermöglicht dem System einen solaren-zu-Wasserstoff-Umwandlungswirkungsgrad von 28%.

Der korrespondierende Mitautor, Professor Lin Zonghong vom Department für Biomedizintechnik der Taiwan-Universität, sagte: „Diese Technologie ermöglicht es uns, sauberen Wasserstoff effizient unter Nutzung von Sonnenlicht und Abwärme zu produzieren. Unser Ansatz bietet einen vielversprechenden Weg für nachhaltige Energieerzeugung und Umweltschutz.“

Neben der Wasserstoffproduktion kann die Vorrichtung während des Betriebs auch schädliche Chemikalien im Wasser abbauen und so eine Abwasserreinigungsfunktion erfüllen. Aufgrund ihrer kompakten Struktur, Skalierbarkeit und Fähigkeit zur Eigenstromversorgung gilt die Technologie als geeignet für abgelegene Gebiete, um gleichzeitig den Bedarf an sauberer Energie und Wasseraufbereitung zu decken. Diese Arbeit zeigt eine Strategie zur Maximierung der Solarenergienutzung durch Technologieintegration.

Weitere Informationen: Autoren: Bishal Kumar Nahak et al., Titel: „Thermoelectric-Assisted Cascaded Microreactor for Solar Hydrogen Production via Ti₃C₂‐CdS Heterostructure Photoelectrocatalysis“, veröffentlicht in: „Advanced Energy Materials“ (2026). Zeitschrifteninfo: Advanced Energy Materials