Energiereiches Gas wird mittels Eisenkatalysator aus flüssiger Ameisensäure gewonnen - Entstehendes Kohlendioxid in Salzen gebunden
Rostock - Wasserstoff wird als
preiswerte und umweltfreundliche Energieform der Zukunft gehandelt, doch dem stehen immer noch einige technische Hürden im Weg. Nun sind deutsche Wissenschafter einen entscheidenden Schritt weiter gekommen, indem sie eine neue Methode zur Speicherung und Rückgewinnung des
energiereichen Gases entwickelt haben.
Keine Speicherung nötig
Neben organischen Wasserstoffspeichern wie Methan und Methanol interessiert sich
die Forschung seit einiger Zeit für Ameisensäure (HCO2H) und ihre
Salze, die so genannten Formiate, zur Wasserstofferzeugung. Ein grundlegendes
Problem bei der Verwendung dieser Speichermaterialien ist die Abtrennung des bei
der Wasserstoff-Freisetzung entstehenden Kohlendioxids. Mit Hilfe eines Eisenkatalysators ist es nun
gelungen, auf bisher einzigartig einfache und effiziente Weise Wasserstoff aus der
Ameisensäure freizusetzen und dabei das CO2 zu binden, berichtet der Chef des Rostocker Leibniz-Instituts
für Katalyse, Matthias Beller.
So umgehen die Forscher eine ansonsten notwendige Speicherung des gasförmigen
Wasserstoffs und zeigen einen Weg auf, wie der Wasserstoff "vor Ort"
ganz direkt und sehr umweltschonend und einfach aus flüssiger
Ameisensäure erzeugt werden kann.
Das System wurde gemeinsam mit Kollegen der Universität Rostock und der
technischen Hochschule in Lausanne (Schweiz) entwickelt und im US-Fachjournal
"Science" vorgestellt. Ameisensäure ist eine natürliche und frei erhältlichen
Säure, die von mehreren Insekten und von Brennnesseln produziert wird. Sie ist
auch Nebenprodukt bei der Herstellung von Essigsäure.
Bei der nun vorgestellten Reaktion mit Hilfe des Eisenkatalysators, einem
frei verfügbaren Eisen(II)-Komplex, werde auch Kohlendioxid wieder frei. Um nicht das
Klima einer weiteren Kohlendioxid-Quelle auszusetzen, arbeiten die Forscher
daran, das Gas wieder aufzufangen.
Kohlendioxid in
Bikarbonaten eingefangen
Dabei gebe es die Möglichkeit, das Kohlendioxid in Salzen, sogenannten
Bikarbonaten, zu binden. Im kleinen Maßstab sei es inzwischen auch möglich,
dieses in den Bikarbonaten gebundene Kohlendioxid für die Neubildung von
Ameisensäure einzusetzen. Es gelte nun, diese verschiedenen Schritte bei der
Entstehung und Bindung von Wasserstoff und Kohlendioxid zusammenzuführen.
Das neue System mit dem Eisenkatalysator arbeite unter milden Bedingungen. Es
liefere schon bei Raumtemperatur gute Umsätze, erziele aber die besten
Ergebnisse bei circa 80 Grad Celsius, sagte Beller.
Der Vorteil von Wasserstoff sei, dass er sauber und universell einsetzbar
ist, beispielsweise in Brennstoffzellen zur Erzeugung von Elektroenergie.
Abfallprodukt ist dann lediglich Wasser. "Angesichts begrenzter natürlicher
Ressourcen wie Öl und Gas ist ein Wechsel der Energieversorgung hin zu
erneuerbaren Energien unumgänglich", betonte Ralf Ludwig, Chemiker an der
Universität Rostock.
Bisherige Methoden teuer
Die bisherige Gewinnung von Wasserstoff aus Ameisensäure sei nur mit
teuren Katalysatoren wie zum Beispiel Ruthenium möglich gewesen oder mit
Systemen, die zusätzlich der Bestrahlung mit Licht bedürfen. "Mit unserem
System, das bisher im Labormaßstab arbeitet, können erheblich Kosten gespart
werden", sagte Beller. (red/APA)
