Kriterien für Wirkungsgrad, Stabilität und Kapazität abiotischer photochemischer Solarenergiespeicher

Die Anwendung einfacher photochemischer Reaktionen zur Speicherung von Solarenergie in Form chemischer Energie metastabiler Produkte ist vielfach in Erwägung gezogen worden, um beispielsweise „einfache Thermosolartechniken”︁ zu ergänzen und weiterzuentwickeln. Die bisher vorgeschlagenen Kriterien für die Eignungsprüfung eines abiotischen photochemischen Systems sind jedoch im wesentlichen qualitativer Art, so daß ein Vergleich der Systeme untereinander nicht hinreichend genau möglich ist. In diesem Beitrag wird gezeigt, wie eine zweckdienliche Relativierung auf der Basis von zeitunabhängigen Meßgrößen gelingt und aus der Sicht der Photochemie eine vergleichende Beurteilung bekannter Reaktionen möglich wird. Hier werden beispielhaft folgende typische Reaktionen verglichen: die [2 + 2]‐Photocycloadditionen von Norbornadien, 2, 3‐Norbornadiendicarbonsäure‐dimethylester und Dicyclopentadienon, die Photoisomerisierung von trans‐ zu cis‐Diacetylindigo, die Photodissoziation von Nitrosylchlorid sowie photokatalytische Redoxreaktionen. Mengenbedarf und Speicherleistung sind bei trans‐Diacetylindigo bei weitem am günstigsten. Nachteilig ist bei letzterem jedoch vor allem, daß die energiereiche cis‐Form nach kurzer Zeit bei höherer Temperatur rückisomerisiert. Die Nutzung der Energie des Sonnenlichts zur Produktion von „Brennstoff”︁ ist im Prinzip möglich. Beispielsweise werden (1), Norbornadiene oder NOCl durch Belichtung reversibel in energiereichere Produkte umgewandelt, deren gespeicherte Energie sich als Wärme abrufen läßt. Neuentwickelte Kriterien ermöglichen den quantitativen Vergleich von Systemen, die man auf ihre Eignung als lager‐ und transportierbare „Brennstoffe”︁ prüfen möchte.