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Kategorie-Icon SUSTAINABILITY

Untersuchung der DSSC-Effizienz mit natürlichen Farbstoffen und Tandem-Struktur

Bernoulligymnasiums

2023/24

Erfolge bei Jugend Innovativ

1. Preis Sustainability

EUR. 2.500,-

 

 

Internationale Wettbewerbe und Veranstaltungen:

 

35. European Union Contest for Young Scientists 2024, Katowice (PL)


Untersuchung der DSSC-Effizienz mit natürlichen Farbstoffen und Tandem-Struktur
Eine Wiener Gymnasiastin beschäftigt sich mit der Grätzel-Zelle, die aus Licht Elektrizität macht. Natürliche Farben machen das Verfahren nachhaltiger, die richtigen Zweierkombinationen effizienter.

Wir wissen alle, was die Fotosynthese ist. Also, na ja, wir haben es alle irgendwann einmal gelernt. Lichtenergie wird mithilfe von lichtabsorbierenden Farbstoffen – zum Beispiel dem grünen Chlorophyll – in chemische Energie umgewandelt. Die wiederum dient etwa dazu, aus CO2 und Wasser Kohlenhydrate zu machen.

Lamia Music war immer schon ein Fan der Fotosynthese. Deshalb fand sie es aufregend, zu erfahren, dass sich auch der Mensch im Labor daran versucht. Über die Beschäftigung mit künstlicher Fotosynthese gelangte die Schülerin des Bernoulligymnasiums in Wien in weiterer Folge zu dem Schweizer Forscher Michael Grätzel, dem Erfinder der elektrochemischen Farbstoffsolarzelle (nach der englischen Bezeichnung „dye-sensitized solar cell“ mit DSSC abgekürzt). Eine Grätzel-Zelle besteht aus zwei Glaselektroden, die auf der Innenseite elektrisch leitfähig beschichtet sind. Und sie wandelt Lichtenergie in elektrische Energie um.

Seit 1991 gibt es die DSSC, das ist ziemlich lange her. Effizienz und Nachhaltigkeit waren damals noch nicht die erste Priorität. Wenn wir schon die Natur nachahmen, meinte Lamia Music, dann richtig. Sie beschloss zu untersuchen, inwieweit natürliche Farbstoffe in Verbindung mit der guten alten Fotosynthese die Grätzel-Zellen verbessern können. Dabei arbeitete sie konkret mit Tandem-Strukturen: Durch das Koppeln zweier komplementärer Farben wird die Farbgebung variiert, ein breiteres Spektrum abgedeckt und die Effizienz der DSSC gesteigert.

Ein Praktikum und universitäre Kooperationen begleiteten die Recherche. Das Licht am Ende des Tunnels wandelt Lamia Music in unermüdliche Energie um. Ihr Ideen zur Weiterentwicklung des Projekt reichen von Wolkenkratzern mit bunten Glasfenstern bis zu Workshops für Jugendliche – damit wirklich alle die Fotosynthese verstehen. In jeder Zelle, in jedem Grätzel.

 

Fotocredit: © aws, Heinz Wagner