„Nanobäumchen“ verbilligen Wasserstoff-Gewinnung

Wasserstoff-Gewinnung

Forschern der University of California, San Diego, ist es gelungen, die Wasserstoff-Gewinnung umweltfreundlicher und günstiger zu gestalten. Ihre Idee haben sich die Forscher dabei von der Natur abgeguckt.

Die derzeit gängigste und wirtschaftlichste Methode der Wasserstofferzeugung ist die Dampfreformierung. Hierbei wird Wasserstoff in zwei Schritten aus Kohlenwasserstoff erzeugt. Eingesetzte Rohstoffe für diese Art der Wasserstoffgewinnung sind vor allem Erdgas und Biomasse, aber auch Erdöle mit ihren langkettigen Kohlenwasserstoffen kommen bei der Dampfreformierung in Frage.

Problematisch bei diesem Verfahren ist allerdings die Freisetzung von Kohlendioxid. Bei Verwendung fossiler Energieträger zur Wasserstoffgewinnung wird genauso viel CO2 freigesetzt, wie bei seiner Verbrennung. Umweltschonender ist daher der Einsatz von Biomasse als Rohstoff für die Wasserstofferzeugung. Dennoch bleibt die Wasserstofferzeugung durch den hohen Aufwand und die verhältnismäßig geringe Ausbeute eine kostspielige Angelegenheit.

Wasserstoff-Gewinnung

Das Forscherteam um Deli Wang im kalifornischen La Lolla will mit Hilfe von Nanostrukturen nun die Ausbeute bei der Wasserstoffgewinnung optimieren – Kohlendioxid in der Luft soll eingefangen und zu kohlenwasserstoffbasierten Treibstoffen umgewandelt werden. Hierzu wird Wasser durch Sonnenlicht in seine Bestandteile zerlegt. Möglich macht die höhere Ausbeute dabei ein baumartiges Gerüst, das die einfallenden Sonnenstrahlen durch seine Oberflächenstruktur absorbiert, anstatt sie, wie bei glatten Flächen, zu reflektieren.

Der Nanowald erhöht die Fläche für die chemische Reaktion somit um ein 400.000-faches, da die Gasbläschen im erhitzten Wasser wesentlich kleiner sind und demnach deutlich schneller aufsteigen können. Die Strukturen des Nanowaldes bestehen zudem aus Zinkoxid und Silizium, was gegenüber den bislang in Wasserstoffzellen eingesetzten Katalysatoren aus Platin wesentlich günstiger ist. Der Einsatz günstiger Wasserstoffzellen könnte somit in vielen Anwendungsgebieten zum Zuge kommen, die von der Elektronik über die allgemeine Stromversorgung bis hin zur Verwendung in Fortbewegungsmitteln reichen.

Judith Schomaker

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