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Gebrüder-Eickhoff-Preis 2018 für AI: Schneller Wasserstoff-Katalysator-Materialien finden

Für »100 Prozent Erneuerbare« fehlt es bislang an bezahlbaren Speichern. Wasserstoff könnte hier eine Rolle spielen, aber an stabilen Materialien für die Wasserstoffproduktion mittels Sonnenlicht mangelt es. Die Suche hiernach beschleunigt das Verfahren Dr. Helge Steins von der Uni Bochum erheblich.

Stein erhält Eickhoff-Preis 2018 Bildquelle: © Ruhr Universität Bochum/ Marquard

Dr. Helge Stein (links), hier mit Dekan Prof. Dr. Roland Span, ist für seine Doktorarbeit mit dem Gebrüder-Eickhoff-Preis ausgezeichnet worden.

Für sein Suchverfahren nach stabilen und effizienten Materialien für die Wasserstoffproduktion mittels Sonnenlicht ist Dr. Helge Stein mit dem Gebrüder-Eickhoff-Preis 2018 ausgezeichnet worden. In seiner Promotion am Lehrstuhl für Werkstoffe der Mikrotechnik der Ruhr-Universität Bochum mit dem Titel »Combinatorial synthesis and high-throughput investigation of thin-film photocathodes and catalysts for solar water splitting« testete er über 1.000 Materialien mit Hochdurchsatzverfahren.

Um die großen Datenmengen auswerten zu können, entwickelte er neue Künstliche-Intelligenz-Algorithmen. Die mit 3.000 Euro dotierte Auszeichnung nahm der Forscher am 6. Juli 2018 in der Fabrik der Gebrüder Eickhoff entgegen.

»Wenn wir unseren Energiebedarf zu 100 Prozent mit erneuerbaren Energien decken wollen, benötigen wir auch chemische Energieträger wie Wasserstoff«, sagt Helge Stein. Dieser kann zum Beispiel durch photoelektrochemische Wasserspaltung gewonnen werden, bei der Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff gespalten wird. Findet die Reaktion an einer geeigneten Oberfläche statt, kann der Prozess mit Lichtenergie betrieben werden. »Dafür bedarf es aber neuer Werkstoffe«, so Stein.

»Die meisten effizienten Werkstoffe wie Kupferoxid korrodieren innerhalb von Minuten«, erklärt Stein. »Für eine kommerzielle Anwendung müssten sie aber über Jahrzehnte hinweg stabil bleiben.«  Um die Suche nach geeigneten Katalysatormaterialien zur Wasserspaltung zu beschleunigen, nutzte der Forscher Methoden der kombinatorischen Materialforschung. Hierbei werden mehrere Hundert Materialien gleichzeitig auf einem Substrat abgeschieden und automatisiert durch Roboter vermessen. Einige der getesteten Legierungen, etwa ein Kupfer-Titan-Silizium-Oxid oder ein Aluminium-Chrom-Eisen-Oxid, zeigten bereits vielversprechende Eigenschaften.

»Zu den großen Zukunftshoffnungen der technologischen Entwicklung zählt die Künstliche Intelligenz – oder „AI“ (artificial intelligence), wie man im Amerikanischen sagen würde«, so Nordrhein-Westfalens Ministerpräsident Armin Laschet in seiner Regierungserklärung. »Dabei spielt auch Nordrhein-Westfalen mit seinen Forschungsuniversitäten eine wichtige Rolle, um Innovationen in diesem Zukunftsfeld zu ermöglichen.«

Offenbar nicht wichtig genug, denn Dr. Stein fand nach seiner Promotion nicht in NRW, sondern den USA eine berufliche Perspektive und forscht jetzt an der Verbindung zwischen Experiment und künstlicher Intelligenz am Joint Center for Artificial Photosynthesis des California Institute of Technology (Caltech) als “Materials Data Engineer”, wie man im Amerikanischen sagen würde.