Speichermedium

Wasserstoffspeicher aus nachwachsenden Rohstoffen

6. Dezember 2016, 13:59 Uhr | Hagen Lang
Organischer Wasserstoffträger
Prof. Dr. Rhett Kempe und Doktorand Tobias Schwob M.Sc. an einem Druckreaktor, in dem flüssige organische Wasserstoffträger (LOHCs) mit Wasserstoff beladen werden können.
© Christian Wißler

Auf Innovationen liegen derzeit die Hoffnungen, um fluktuierende Erneuerbare, effizienter speichern zu können. Forscher der Uni Bayreuth haben jetzt einen verbesserten Katalysator für flüssige organische, aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellten Wasserstoffträger entwickelt.

Flüssige organische Wasserstoffträger (liquid organic hydrogen carriers, LOHC) gelten als potentielle Kandidaten, um künftig als Wasserstoff-Speicher zu dienen.  N-Heterozyklen sind kleine Moleküle, die aus Kohlenstoffringen bestehen und an bestimmten Stellen Stickstoff- statt Kohlenstoffatomen enthalten, wie z.B. das N-Ethylcarbazol (NEC). Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie Wasserstoff aufnehmen und abgeben können und damit künftig als Energiespeicher für aus erneuerbarem Strom elektrolysierten Wasserstoff dienen können.

Ein von der Forschungsgruppe um Prof. Dr. Rhett Kempe an der Universität Bayreuth entwickelter Katalysator ist geeignet, NEC hervorragend mit Wasserstoff zu beladen. Er enthält Palladium (PD) und Ruthenium (Ru) und ist aus einem nachwachsenden Rohstoff zu gewinnen. Ein Abfallprodukt der Holzverarbeitung, das bisher industriell kaum genutzt wird und sich auch nicht für die Nahrungsmittelproduktion eignet, ist Lignin. Hieraus lässt sich – mithilfe eines schon früher in Bayreuth entwickelten Katalysators – ohne hohen technischen Aufwand Phenazin herstellen. Phenazin-Moleküle bestehen aus drei verketteten Kohlenstoffringen, wobei im mittleren Ring zwei Kohlenstoffatome durch Stickstoffatome ersetzt sind.

Der Katalysator Pd₂Ru@SiCN macht es möglich, 14 Wasserstoffatome in einem Phenazin-Molekül zu binden und sie bei Bedarf auch wieder freizusetzen. Dieses System der Wasserstoff-Speicherung übertrifft damit sogar die Wasserstoff-Speicherung, die mit NEC erzielt werden kann. Denn während der in NEC gebundene Wasserstoff maximal ungefähr 5,8 Gewichtsprozent des gesamten Moleküls ausmacht, werden bei Phenazin 7,2 Gewichtsprozent erreicht.

»In unseren weiteren Forschungsarbeiten werden wir an dieses vielversprechende Resultat anknüpfen, um die Potenziale der Wasserstoff-Speicherung noch weiter auszuloten. Es freut uns sehr, dass in Verbindung mit unserem neuen Katalysator ein sehr effizientes Speichermedium zur Verfügung steht, das aus einem nachwachsenden Rohstoff stammt, der in großen Mengen verfügbar ist und keine Bedeutung als Nahrungsmittel besitzt«, erklärt Prof. Kempe.


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