Michael Grätzel forscht für billige Solarenergie

Michael Grätzel erforscht als Wissenschaftler neue Techniken im Bereich erneuerbarer Energien. Mit seiner «Grätzel-Zelle» hat er eine effiziente und kostengünstige Solarzelle erfunden, die billige Solarenergie liefert.

Die Grätzel-Zelle liefert billige Solarenergie.
Prof. Dr. Michale Grätzel, Fotoquelle: epfl.ch
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Michael Grätzel ist deutsch-schweizer Professor für Physikalische Chemie und lehrt zurzeit an der ETH Lausanne. In seiner wissenschaftlichen Arbeit widmet sich Grätzel der Herausforderung, alternative Energien für die begrenzten fossilen Energieträger zu finden. Grätzel ist davon überzeugt, in der Sonne unsere Hauptenergiequelle zu haben. Um diese nutzen zu können, brauchen wir aber die entsprechende Technik. Im Jahr 1991 veröffentlichte Grätzel seinen Forschungsstand im Bereich der Solarenergie im Wissenschaftsmagazin «Nature» und erregte damit grosses Aufsehen. Der Wissenschaftler hatte darin den Bau einer Solarzelle vorgeschlagen, die nicht wie bis anhin auf Silizium basiert, sondern von der Photosynthese der Pflanzen inspiriert ist. In der nach ihm benannten «Grätzel-Zelle» wird Sonnenlicht durch Farbstoffmoleküle eingefangen und in elektrische Energie (Strom) umgewandelt. Dieser Vorgang stellt vereinfacht gesagt eine technische Photosynthese dar, indem sie den natürlichen Prozess der Photosynthese nachahmt. Der sensibilisierende Farbstoff in der Solarzelle übernimmt dabei die Rolle des Chlorophylls in der Pflanzenzelle. In der Pflanze wird die Sonnenenergie zur Herstellung von Zuckermolekülen benutzt, in der «Grätzel-Zelle» zur Erzeugung von Solarenergie. Für seine Erfindung erhielt der Professor im Jahr 2010 den mit 1,1 Millionen hoch dotierten Millenium-Preis der Technischen Akademie Finnland.

Die «Grätzel-Zelle» hat gegenüber der Silizium-Zelle den Vorteil, halb so teuer zu sein. Sie wird aus preisgünstigem Material hergestellt und erfordert keine komplizierten Anlagen. Weiterer Vorteil ist, dass die Solar-Zelle auf Basis der Photosynthese bei schwachen Lichtverhältnissen doppelt so effizient wie die konventionelle Solarzelle ist. Unter direkter Sonneneinstrahlung kann die Silizium-Zelle jedoch mehr Solarenergie generieren. Für die «Grätzel-Zelle» spricht zudem, dass sie als einzige Solarzelle vollständig transparent gemacht werden kann, was sie etwa für Glasfassaden und stromerzeugende Fenster attraktiv macht. Trotz der vielen Vorteile ist es nicht einfach, eine grundlegende Entdeckung marktfähig zu machen. Doch die Chancen stehen gut, dass in Zukunft mehr Solarenergie von der «Grätzel-Zelle» stammt. In Wales hat ein Unternehmen ein Solarkraftwerk von 120 Megawatt Leistung gebaut und in einer dort ansässigen Fabrik werden Farbstoff-Solarzellen hergestellt. Zudem gibt es bereits Rucksäcke zu kaufen, die damit ausgestattet sind und das Laden eines Handys mit Solarenergie ermöglichen.

Quelle: snf.ch, land-der-erfinder.ch, tagesspiegel.de, Text: Lea Schwer