Günstige Wasserstoffgewinnung mit AAA-Batterie

Forscher des Precourt Institute for Energy an der Universität Stanford haben einen Elektrolyseur entwickelt, der Wasser bei Raumtemperatur und mit einer AAA-Batterie aufspaltet. [...]

Wasserstoffgewinnung im Glas (c) Mark Shwartz - energy.stanford.edu
Wasserstoffgewinnung im Glas

Wasserstoff-Brennstoffzellen werden als mögliche Alternative zum Verbrennungsmotor gehandelt. In den USA sollen Brennstoffzellen-Autos ab 2015 mehr Verbreitung finden. Toyota und Honda beispielsweise wollen mit entsprechenden Fahrzeugen den US-Markt erobern. Doch wird der nötige Wasserstoff oft aus Erdgas gewonnen, was ökologisch nicht ideal ist – es verbraucht viel Energie und setzt CO2 frei. Eine Alternative bietet die Wasserelektrolyse, die bislang aber viel Strom oder Edelmetalle als Katalysator erfordert hat. Das ist bei der Neuentwicklung nicht der Fall. Das Gerät kommt zudem ohne teure Edelmetall-Elektroden aus. Damit verspricht es eine praktikable, günstige Lösung für die Wasserstoff-Gewinnung aus Wasser.

Dem Stanford-Team ein unerwarteter Durchbruch gelungen. „Als wir festgestellt haben, dass ein nickelbasierter Katalysator so effektiv ist wie Platin, war das eine echte Überraschung“, sagt Hongjie Dai, Chemieprofessor in Stanford. „Mit Nickel und Eisen, die billige Materialien sind, konnten wir ausreichend aktive Elektrokatalysatoren machen, um Wasser bei Raumtemperatur mit einer 1,5-Volt-Batterie aufzuspalten“, so Dai. Bei so geringer Spannung funktioniere die Elektrolyse normalerweise nur mit Materialien wie Platin oder Iridium.

Die entscheidende Entdeckung ist dem Doktoranden Ming Gong geungen. Er hat festgestellt, dass eine kombinierte Nickelmetall-Nickeloxid-Struktur viel aktiver ist als das Metall allein oder pures Nickeloxid. Das macht eine Wasserspaltung mit viel geringerer Spannung möglich. Der Forscher glaubt, dass es damit möglich sein wird, bei den Stromkosten kommerzieller Wasserstoffgewinnung Milliardenbeträge einzusparen.

Allerdings muss die Neuentwicklung noch haltbarer gemacht werden, damit ein Elektrolyseur wochen- oder monatelang durchlaufen kann. Dieses Ziel ist laut Gong aber realistisch. Der Ansatz ist dem Team zufolge zudem auf die Gewinnung der industriell wichtigen Chemikalien Chlorgas und Ätznatron übertragbar. (pte)


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