NACHHALTIGKEIT
Energieträger Wasserstoff: Kosten senken
Wasserstoff als nachhaltiger Energieträger könnte in Zukunft eine wichtige Alternative zu fossilen Kraftstoffen bieten – vorausgesetzt, dass der Aufwand und die Kosten für dessen Gewinnung sowie die komplexe Wartung von Wasserstoffautos optimiert werden können. Die teure Herstellung führt aktuell selbst bei der Produktion von Ammoniak, der als Basis für synthetische Düngemittel dient, noch dazu, dass man den erforderlichen Wasserstoff überwiegend nicht mit erneuerbaren Quellen erzeugt. "Das liegt vor allem daran, dass es keinen guten Katalysatoren gibt", so Nakamura. Diese stellen einen wichtigen Bestandteil bei der Umwandlung der chemischen Energie des Wasserstoffs in einen Kraftstoff dar: Wasser wird in Elektrolyseuren mit Hilfe von Strom und Katalysatoren in Sauerstoff und Wasserstoff gespalten. Die Katalysator-Funktion erfüllten bisher nur seltene Edelmetalle wie Platin oder Iridium reibungslos.
Im Rahmen einer Studie ist es den ForscherInnen des CSRS nun gelungen diese mit einer Mischung aus zwei gebräuchlichen Metallen zu ersetzen: Kobalt und Mangan. Das Kobalt-Mangan-Oxid trägt den Namen "Co2MnO4" und stellt als neuer edelmetallfreier Elektrokatalysator eine Wende in der Gewinnung von Wasserstoff dar: "Wir haben erreicht, was WissenschaftlerInnen jahrelang verwehrt geblieben ist: Die Wasserstoffproduktion mit einem hochaktiven und stabilen Katalysator, der aus reichlich vorhandenen Metallen besteht. Langfristig glauben wir, dass dies ein großer Schritt auf dem Weg zu einer nachhaltigen Wasserstoffwirtschaft ist. Wie bei anderen erneuerbaren Technologien, beispielsweise Solarzellen und Windkraft, erwarten wir, dass die Kosten der grünen Wasserstofftechnologie in naher Zukunft mit weiteren Fortschritten sinken werden", so Ailong Li vom Riken Center for Sustainable Resource Science. In einem folgenden Schritt soll die Lebensdauer des neuen Katalysators und seine Aktivität erhöht werden. "Wir streben einen Katalysator ohne seltene Metalle an, der die Leistung der derzeitigen Iridium- und Platinkatalysatoren erreicht", so Ryuhei Nakamura.
