Klimafreundliche Wasserstoffproduktion dank Quanten-Katalysator

21. März 2017, 08:00
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Herstellungsmethode nützt Holz-Zellstoff, Nanokristalle und Sonnenlicht

Wien/Cambridge – Wasserstoff ist ein Hoffnungsträger als saubere Energiequelle, doch zur Zeit wird er weder nachhaltig noch klimaneutral hergestellt. Ein Forscherteam mit österreichischer Beteiligung hat nun eine Methode entwickelt, Holz-Zellstoff mithilfe von Sonnenlicht und einem Reaktionsbeschleuniger ohne Hitzezufuhr energetisch zu Wasserstoffgas aufzuwerten. Die Studie erschien im Fachjournal "Nature Energy".

Dazu verwenden die Forscher sogenannte Quantenpunkte (quantum dots). "Das sind Nanokristalle, die in diesem Fall aus den chemischen Elementen Cadmium und Schwefel zusammengebaut sind", sagt Erwin Reisner, der am von der OMV kofinanzierten Christian Doppler-Labor für Erneuerbare Syngas Chemie und an der Universität Cambridge forscht. Sie sind so klein, dass in ihnen Quanteneffekte auftreten und funktionieren in dem Prozess als licht-getriebener Reaktionsbeschleuniger.

Reaktion bei Raumtemperatur

Mit ihrer Hilfe und Sonnenlicht als Energielieferant findet eine chemische Reaktion statt: der Holz-Zellstoff (Lignozellulose) wird oxidiert und es entstehen der Energieträger Wasserstoff (H2) als gewünschtes Produkt, sowie CO2. Letzteres fällt nicht als Gas, sondern in Form von Karbonat an. Dadurch wird der Kohlenstoff, den die Bäume zum Wachsen aus der Luft gewonnen haben, nicht wieder freigesetzt, der gesamte Zyklus entzieht der Atmosphäre CO2, so Reisner.

Derzeit wird Wasserstoff hingegen fast ausschließlich mit sehr hohem Energieaufwand durch fossile Brennstoffe hergestellt. Bei dem neu entwickelten Prozess sei außer Sonnenlicht keine weitere Energiequelle nötig. Die Reaktion funktioniert bei ganz normalen Temperaturen (Raumtemperatur), wenn die Bedingungen passen, konkret wenn sie alkalisch sind, sagt der Forscher. (APA, 21.3.2017)

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