Ein neuartiges Copolymer-Material, das gemeinsam von der Universität Ulm und der Universität Jena entwickelt wurde, kann Sonnenenergie mehrere Tage lang speichern und bei Bedarf in Form von Wasserstoff freisetzen. Diese Forschungsergebnisse, die in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht wurden, bieten einen neuen Ansatz für die effiziente Speicherung und bedarfsgerechte Bereitstellung von grünem Wasserstoff.
Das Material fungiert als wasserlösliches, redoxaktives Copolymer, das im photokatalytischen Prozess als temporärer Energiespeichermedium dient. Studien zeigen, dass sein Ladeeffizienz über 80 % liegt und die gespeicherten Elektronen mehrere Tage lang erhalten bleiben können. Prof. Dr. Sven Rau, Direktor des Instituts für Anorganische Chemie I an der Universität Ulm, erklärt: „Man kann es sich als eine Kombination aus Solarzelle und Batterie auf molekularer Ebene vorstellen.“ Wenn Energie freigesetzt werden soll, können die gespeicherten Elektronen durch Zugabe von Säure und einem Wasserstoffentwicklungskatalysator mit Protonen kombiniert werden, um Wasserstoff mit einer Effizienz von bis zu 72 % zu erzeugen. Prof. Dr. Ulrich S. Schubert von der Universität Jena fügt hinzu: „Die gespeicherten Elektronen werden dafür gezielt und effizient genutzt.“
![Der Ladeprozess des Polymers. UV/VIS-Absorptionsspektren (A) sowie der entsprechende Ladezeitverlauf (B) während der photokatalytischen Aufladung des Copolymers (225 µM bezogen auf den Methylviologen-Monomergehalt) mit [Ru(tbbpy)₃]Cl₂ (12,5 µM) in wässriger Lösung mit 0,09 M TEA und 0,075 M NaH₂PO₄. SOC steht für den Ladezustand; die Grafik zeigt Mittelwerte, die Fehlerbalken repräsentieren die Standardabweichung von n = 3 unabhängigen Messungen.](https://img.wedoany.com/2026/0302/20260302094050186.png)
Eine Schlüsseleigenschaft dieses Systems ist seine Reversibilität. Durch Einstellung des pH-Werts kann das Reaktionssystem zurückgesetzt und mehrfach wiederverwendet werden. Marco Hartkorn von der Universität Ulm und Dr. Robin Campes von der Universität Jena erläutern: „Um das System zurückzusetzen, muss lediglich der pH-Wert des Systems geändert werden.“ Dieser Prozess ist auch mit einer Farbveränderung verbunden: Beim Entladen wechselt das Material von Violett zu Gelb und nach dem Aufladen kehrt es zu Violett zurück.
Die Forscher sind der Ansicht, dass diese Methode der bedarfsgesteuerten Wasserstofferzeugung in energieintensiven Industrieprozessen, wie beispielsweise der Stahlproduktion, die eine zuverlässige Versorgung mit grünem Wasserstoff benötigt, Anwendung finden könnte. Prof. Schubert fasst zusammen, dass diese Ergebnisse neue Perspektiven für kosteneffiziente Solarenergiespeichertechnologien eröffnen.
Veröffentlichungsdetails: Autoren: Marco Hartkorn et al., Titel: „A water-soluble copolymer for electron storage and conversion in photocatalytic on-demand hydrogen evolution“, veröffentlicht in: „Nature Communications“ (2026). Zeitschrifteninformation: „Nature Communications“
