HZB-Forscher folgt Ruf an die Hebrew-University in Jerusalem

Ronen Gottesman hat am HZB-Institut für Solare Brennstoffe komplexe Metall-Oxid-Photoelektroden  zur Erzeugung von "grünem" Wasserstoff entwickelt.

Ronen Gottesman hat am HZB-Institut für Solare Brennstoffe komplexe Metall-Oxid-Photoelektroden  zur Erzeugung von "grünem" Wasserstoff entwickelt. © arö/HZB

Ronen Gottesman ist seit fünf Jahren Wissenschaftler am HZB-Institut für Solare Brennstoffe. Er hat das Team für gepulste Laserdeposition aufgebaut und neuartige komplexe Metall-Oxid-Halbleiter-Lichtabsorber für die photoelektrochemische Wasserspaltung entwickelt, mit dem Ziel, "grünen Wasserstoff" zu erzeugen. Nun folgt er einem Ruf an das Institut für Chemie an der Hebrew University in Jerusalem (HUJI), Israel, wo er seine eigene Forschungsgruppe leiten wird. 

Während seiner Promotion an der Bar Ilan Universität in Tel Aviv arbeitete Ronen Gottesman auch eine Zeit in Südkorea im Labor von Prof. Nam-Gyu Park, einem der Miterfinder der Perowskit-Solarzellen. Damit war er einer der ersten Studenten in Israel, der sich mit diesen fantastischen Halbleitermaterialien beschäftigt hat. Dem Thema Sonnenergie und ihrer Umwandlung blieb er treu, als er 2017 an das HZB-Institut für Solare Brennstoffe kam. Hier geht es jedoch darum, Sonnenergie in „chemische Energie“ umzuwandeln. Zu diesem Zweck entwickeln Teams am Institut für Solare Brennstoffe neue Materialien auf Basis von Metall-Oxid-Halbleitern, die als Photoelektroden für die elektrolytische Aufspaltung von Wasser verwendet werden können. Mit solchen Photoelektroden lassen sich aus billigen und reichlich vorhandenen Ressourcen wie Wasser und CO2 mit Hilfe von Sonnenlicht chemische Kraftstoffe herstellen.

Beim Wechsel von der Photovoltaik zur Photoelektrochemie habe er zunächst eine besondere Hürde überwinden müssen, erinnert sich Gottesman: Einige Fachbegriffe haben eine etwas andere Bedeutung. In den fünf Jahren am HZB hat der Materialwissenschaftler mit der gepulsten Laserdepositionsanlage eine Art Hexenküche für Photoelektroden aufgebaut. Er nennt es kombinatorische Synthese, weil er systematisch Parameter während der Synthese variieren kann. So lassen sich viele verschiedene Zusammensetzungen von Übergangsmetalloxiden herstellen und untersuchen, um die Mischung mit den besten Eigenschaften zu finden.

Während seiner Arbeit am HZB hat ihn der Leiter des Instituts für Solare Brennstoffe, Roel van de Krol, immer darin bestärkt, bei Bedarf die Perspektive zu wechseln, vom Fokus auf Details zur Vogelperspektive, in der die großen Linien sichtbar sind: Ohne den Blick für die Details lassen sich keine belastbaren wissenschaftlichen Ergebnisse erzielen, und ohne den Blick für das große Ganze lassen sich kaum strategische Entscheidungen treffen.

Mit seiner Berufung an die Hebräische Universität in Jerusalem hat Ronen Gottesman nun ein wichtiges Karriereziel erreicht: Eine Professur und noch mehr Verantwortung. Nun freut er sich darauf, seine Forschungsgruppe am HUJI zu gründen, wo er die Kombinatorik nutzen wird, um seine Ideen zur Umwandlung von Solarenergie weiter zu verfolgen, insbesondere zum Nicht-Gleichgewichts-Wachstum von halbleitenden funktionellen Dünnschichten wie Oxynitrid-Perowskiten.

 

arö

Das könnte Sie auch interessieren

  • Wie sich Photoelektroden im Kontakt mit Wasser verändern
    Science Highlight
    17.11.2022
    Wie sich Photoelektroden im Kontakt mit Wasser verändern
    Photoelektroden auf der Basis von BiVO4 gelten als Top-Kandidaten für die solare Wasserstofferzeugung. Doch was passiert eigentlich, wenn sie mit Wassermolekülen in Kontakt kommen? Eine Studie im Journal of the American Chemical Society hat diese entscheidende Frage nun teilweise beantwortet: Überschüssige Elektronen aus dotierten Fremdelementen oder Defekten fördern die Dissoziation von Wasser, was wiederum sogenannte Polaronen an der Oberfläche stabilisiert. Dies zeigen Daten aus Experimenten eines HZB-Teams an der Advanced Light Source des Lawrence Berkeley National Laboratory. Die Ergebnisse könnten dazu beitragen, bessere Photoanoden für die grüne Wasserstoffproduktion zu entwickeln.
  • Photokatalyse: Prozesse bei der Ladungstrennung experimentell erfasst
    Science Highlight
    08.11.2022
    Photokatalyse: Prozesse bei der Ladungstrennung experimentell erfasst
    Bestimmte Metalloxide gelten als gute Kandidaten für Photokatalysatoren, um mit Sonnenlicht grünen Wasserstoff zu produzieren. Ein chinesisches Team hat nun in Nature spannende Ergebnisse zu Kupfer(I)oxid-Partikeln veröffentlicht, zu denen eine am HZB entwickelte Methode erheblich beigetragen hat. Die transiente Oberflächen-Photospannungs-Spektroskopie zeigte, dass positive Ladungsträger an Oberflächen im Laufe von Mikrosekunden durch Defekte eingefangen werden. Die Ergebnisse geben Hinweise, um die Effizienz von Photokatalysatoren zu steigern.
  • „Der Markt wird dieses Thema anschieben“ - Interview zur Rolle von synthetischem Kerosin für die Luftfahrt
    Interview
    21.10.2022
    „Der Markt wird dieses Thema anschieben“ - Interview zur Rolle von synthetischem Kerosin für die Luftfahrt
    Im Forschungs-Konsortium CARE-O-SENE arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an Wegen, synthetisches Kerosin für die Luftfahrt effizient herzustellen. Ein Gespräch mit Tobias Sontheimer vom HZB und Dirk Schär vom ebenfalls beteiligten Konzern Sasol über die nötigen Verfahren, die Hindernisse – und darüber, wie sich der Luftverkehr dekarbonisieren lässt.