In der Technologie von Photovoltaik-Modulen bahnt sich eine spannende Veränderung an. Materialien für Smartphone-Bildschirme und Solarzellen waren bisher teuer und wenig verfügbar. Das soll sich nun ändern. Denn die Rohstoffe können womöglich durch eine günstigere Alternative ersetzt werden. Überraschenderweise handelt es sich dabei um ein Material, das schon bei Küchengeräten und Motorrädern Anwendung findet. Dieses neue Einsatzgebiet könnte nicht nur Kosten für unter anderem Photovoltaik-Anlagen senken, sondern auch umweltfreundlicher sein. Um welches Material es sich handelt und wie es zukünftig eingesetzt werden soll, haben wir genauer recherchiert.
Reichlich vorhanden
Wenn Produkte wie Kühlschränke oder Werkzeuge als „rostfreier Stahl“ beworben werden, wird damit der Vorteil von Chrom herausgestellt. Hersteller nutzen das Metall nicht nur wegen seiner Widerstandsfähigkeit gegen Rost. Es verschleißt nicht so schnell und verfärbt sich auch nicht. Verchromung ist ein Verfahren, bei dem eine dünne Schicht auf ein anderes Metall aufgetragen wird. Dies geschieht etwa bei Harley-Davidson-Motorrädern. Chrom kann außerdem bis zu 70 Prozent des sichtbaren Lichts und 90 Prozent der Infrarotstrahlung reflektieren. Das macht es interessant für die Solarindustrie.
Nach neusten Erkenntnissen von Wissenschaftlern der Universität Basel kann Chrom in Katalysatoren und leuchtenden Materialien genauso gut wie die teuren Edelmetalle Osmium und Ruthenium verwendet werden. Die Schweizer Forscher veröffentlichten dazu eine Studie im Fachmagazin „Nature Chemistry“. Der Clou: Chrom ist deutlich kostengünstiger. Darüber hinaus kommt es mit einem 20.000 Mal höheren Vorkommen als Edelmetalle häufiger vor als die bis dato verwendeten Materialien.
Chromverbindung kann Energie speichern
Wie „The Independent“ erklärte, fügte das Team zunächst Chromatome neben Wasserstoff, Kohlenstoff und Stickstoff in ein starres molekulares Gerüst ein. In dieser Anordnung war Chrom viel reaktiver als seine Edelmetall-Gegenstücke, während gleichzeitig der Energieverlust bei Molekülschwingungen auf ein Minimum reduziert wurde.
Die Chromverbindung kann Energie in ihren Molekülen speichern, sobald sie mit rotem Licht bestrahlt wird – ähnlich wie bei der Fotosynthese von Pflanzen. „Dies könnte für Solartreibstoffe genutzt werden“, so Studienautor Oliver Wenger. Vorhergehende Untersuchungen haben das Potenzial von Eisen und Kupfer als Edelmetallalternativen untersucht. Doch Chrom scheint zunächst besser zu funktionieren. Wenger räumt ein, dass unklar ist, welches Metall langfristig bei Leuchtstoffen und künstlicher Fotosynthese dominieren wird.
Das Forscherteam strebt Tests in anderen Anwendungen an, um Moleküle in verschiedenen Farbtönen leuchten zu lassen. Zudem wird Chrome für die Herstellung von Solarmodulen interessant, wenn es den Wissenschaftlern gelingt, die katalytischen Eigenschaften des Moleküls zu verbessern. (Sophia Haberkorn)
Dieser Beitrag erschien zuerst bei unserem Partner EFAHRER.
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