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Von der Jahrmarktattraktion zur Energiequelle: Kohlenstoffnitride

Nachrichten aus der Chemie, Dezember 2018, S. 1157-1161, DOI, PDF. Login für Volltextzugriff.

Von Wiley-VCH zur Verfügung gestellt

Ein zweidimensionales Kohlenstoffnitrid speichert Sonnenenergie über viele Stunden. Es eignet sich für künstliche Photosynthese, denn Licht- und Dunkelreaktion lassen sich voneinander trennen. Das ermöglicht, Brennstoffe wie Wasserstoff zeitverzögert freizusetzen. Auf eine Elektrode aufgebracht wirkt das Material als solare Batterie.

Die Schlange des Pharao, eine Jahrmarktattraktion des 19. Jahrhunderts, kennen Chemiker heute noch aus Experimentalvorlesungen. Bei der Verbrennung von Hg(SCN)2 erhebt sich ein voluminöser gelber Feststoff aus dem Pulver wie eine Kobra: ein mit Quecksilbersulfid dekoriertes Kohlenstoffnitrid.1)

Den bis heute diskutierten polymeren Prototyp der Kohlenstoffnitride entdeckte im Jahr 1834 Jöns Jacob Berzelius; Justus von Liebig nannte ihn Melon.2) Polymere Kohlenstoffnitride sind streng alternierend aus Kohlenstoff und Stickstoff aufgebaut und ähneln aufgrund ihres schichtartigen Aufbaus Graphit, weshalb sie in der Literatur oft vereinfachend als graphitisches (g)-C3N4 bezeichnet werden.

Nach Jahrzehnten geringen Fortschritts sagten im Jahr 1990 Liu und Cohen vorher, dreidimension

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