Neuer Katalysator erzeugt Wasserstoff billig direkt beim Verbraucher

Ein neuer Katalysator ermöglicht es, Wasserstoff einfach am Ort seines Verbrauchs ohne Einsatz von Wärme und teuren Edel­me­tal­len herzustellen. Dafür soll ein neues, lichtaktiviertes Na­no­ma­te­ri­al sor­gen, das an der Rice University in Texas ent­wi­ckelt wurde.

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Die Umstellung auf eine Wasserstoff-Wirtschaft bringt eine ganze Menge Herausforderungen mit sich. Hier geht es unter anderem darum, wie man Energieträger möglichst einfach zum Verbraucher bringt und den Wasserstoff auch effizient produziert. Die bisherige Lösung sieht so aus, dass große Erzeuger die ausreichende Effizienz bieten und das Gas dann mit Hochdruck komprimiert zum Abnehmer gebracht wird.

Der neue Katalysator könnte diesen Prozess umdrehen. Er ermöglicht es, dass die Energie einfach in Form von Ammoniak in einem herkömmlichen Tank zum Verbraucher gebracht wird. Dort bringt man die Flüssigkeit mit dem neuen Katalysator in Kontakt und setzt sie Licht aus, wodurch automatisch Wasserstoff entsteht. Man muss sich so weder mit schwierigen Transport-Optionen, noch der Erzeugung von Prozesswärme oder der Entstehung von Kohlendioxid herumschlagen.

Blaues Licht

Die bisher bei der Produktion eingesetzten Thermokatalysatoren bestehen im Kern aus teuren Edelmetallen wie Platin, Palladium, Rhodium und Ruthenium. "Übergangsmetalle wie Eisen sind hingegen in der Regel schlechte Thermokatalysatoren", sagt Naomi Halas, die dem Forschungsteam angehört. "Diese Arbeit zeigt, dass sie effiziente plasmonische Fotokatalysatoren sein können." Weiterhin konnte man auch zeigen, dass die Arbeit nicht auf den Tag mit seinem Sonnenlicht angewiesen ist. Auch LEDs als Lichtquelle können hier effektiv genutzt werden.

"Diese Entdeckung ebnet den Weg für nachhaltigen, kostengünstigen Wasserstoff, der vor Ort und nicht in großen zentralen Anlagen produziert werden könnte", führte der Forscher Peter Nordlander aus. Der Katalysator besteht im Wesentlichen aus Eisen, hinzu kommt noch etwas Kupfer - beide Metalle sind vergleichsweise billig und in größeren Mengen zu bekommen. Die höchste Effizienz erreicht man mit LEDs, die Licht mit einer Wellenlänge von 470 Nanometern abgeben.

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