Wasserstoff speichern: Wie winzige Nanopartikel helfen können
Wasserstoff wird häufig als der Energieträger der Zukunft gehandelt. Ihn zu speichern ist allerdings nicht ganz so einfach. Im gasförmigem Zustand ist er etwa 3 mal so flüchtig wie Erdgas. Daher benötigt man für die Speicherung einen entsprechend höheren Druck innerhalb der Tanks, sodass der Wasserstoff nicht entweichen kann. Bewahrt man ihn flüssig auf, wird auch hier viel Energie zur Aufbewahrung verbraucht. Denn der Wasserstoff muss auf eine Temperatur von -253 Grad Celsius hinunter gekühlt werden.
Das Hamburger Forschungsinstitut DESY hat nun ein Verfahren entwickelt, mit dem sich Wasserstoff speichern lässt, ohne dass dabei große Mengen an Energie verbraucht werden. Es setzt winzige Teilchen aus Palladium, einem silbrig glänzenden Metall, ein, um den Wasserstoff zu binden.
Teilchen nur 0,0000012 Millimeter groß
Das Palladium saugt den Wasserstoff mühelos in sich auf. Die Innovation des Forschungsinstituts liegt allerdings darin, den Wasserstoff wieder aus dem Material herauszubekommen. Denn: Einmal aufgesaugt, war es bislang schwer das flüchtige Gas und das Edelmetall voneinander zu trennen.
Hier kommt die mikroskopische Größe der Teilchen ins Spiel. Die Forscher*innen banden den Wasserstoff auf Palladiumteilchen, die nur 0,0000012 Millimeter (1,2 Nanometer) groß sind. Durch einen Kern aus Iridium, einem weiteren Edelmetall, wurden die Partikel stabilisiert.
Die Palladium-Nanopartikel (grün) werden durch einen Kern aus Iridium (rot) stabilisiert. Auf ihrer Oberfläche kann sich Wasserstoff ablagern
© DESY, Andreas Stierle
Entladen durch Wärme
Die Wissenschafter*innen konnte daraufhin feststellen, dass der Wasserstoff nur auf der Oberfläche des Teilchens haftet und nicht in dieses eindringt. Die Palladium-Winzlinge lassen sich daher einfach durch Wärme wieder entlade, denn der Wasserstoff löst sich problemlos von deren Oberfläche.
Welche Speicherdichte sich mit dieser Methode erreichen lässt, ist bislang noch unklar. Das Forscher*innenteam rund um DESY hofft jedenfalls, sie bald in der Industrie einsetzen zu können.