Einfache Backzutat löst großes Problem von Wasserstoff
Wasserstoff ist einer der Hoffnungsträger der Energiewende. Es erlaubt, nachhaltige Energie, etwa aus Solarstrom, zu speichern und bei Bedarf abzurufen. Das Problem an der Sache ist, dass der Stoff flüchtig und leicht brennbar ist. Die Speicherung ist darum eine Herausforderung.
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Rostocker Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben jetzt eine innovative Methode zur sicheren und stabilen Speicherung von Wasserstoff entwickelt. Dafür verwenden sie eine Zutat, die viele vermutlich im Küchenschrank liegen haben, nämlich Bikarbonat.
Ein Bikarbonat ist etwa Natriumbikarbonat, das landläufig als Natron bekannt ist. Das von der Forschenden verwendete Kaliumbikarbonat ist ebenfalls ein Backtriebmittel und unter dem Namen Pottasche bekannt. Es wird vorwiegend für Lebkuchen und Honigkuchen genutzt.
Harmloses Salz
In Verbindung mit Kaliumbikarbonat reagiert der Wasserstoff in Gegenwart eines Katalysators zu Formiat, einem ebenfalls harmlosen Salz, und zwar dem der Ameisensäure. Der Wasserstoff ist somit "gebändigt", wie die Forschenden erörtern. Formiat ließe sich demnach einfach in Kunststoffcontainern lagern und in Tanklastern transportieren. Forschungsgruppenleiter Henrik Junge sagt: „Im Grunde wie Milch, Bier oder Diesel.“
Den im Formiat gespeicherten Wasserstoff können wir jederzeit wieder freisetzen – mit demselben Katalysator, im selben System“, erläutern Rui Sang und Doktorandin Carolin Stein, beides Erstautoren der wissenschaftlichen Publikation, in einer Mitteilung des Leibniz-Instituts für Katalyse. Das heißt, die Reaktion ist reversibel.
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Die Forscherinnen und Forscher vergleichen das Energiesystem mit einer Batterie, die mit Wasserstoff be- oder entladen wird. Ein solches System eigne sich laut der Pressemitteilung vor allem für den Einsatz im lokalen, etwa ländlichen Bereich. Dort könne Windkraft oder Solarenergie in Phasen, wo mehr Strom bereitgestellt als abgenommen wird, über Elektrolyse grünen Wasserstoff produzieren, der dann als Formiat gespeichert werde.
Das System arbeitet bei Temperaturen um 60 Grad Celsius und ermöglicht eine einfache und sichere Lagerung sowie einen unkomplizierten Transport des Wasserstoffs. Im Vergleich zu anderen Speichermedien wie Methanol oder Ammoniak ist Formiat weniger giftig und verbraucht weniger Energie.
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40 Zyklen
Die Forschenden konnten bereits 40 erfolgreiche Speicher- und Abrufzyklen demonstrieren und planen nun den Bau eines größeren Demonstrators. Ziel ist die Kommerzialisierung der Technologie bis Ende 2025. Großer Wert wird auch darauf gelegt, dass der Prozess CO2-neutral ist. Veröffentlicht wurde die Studie im Fachmagazin Nature.