30.11.2018 - Queensland University of Technology (QUT)

Neuer Katalysator produziert billigen Wasserstoff

Das Potenzial für die chemische Speicherung erneuerbarer Energien in Form von Wasserstoff wird weltweit untersucht.

"Die australische Regierung ist daran interessiert, eine Wasserstoff-Exportindustrie zu entwickeln, um unsere reichlich vorhandenen erneuerbaren Energien zu exportieren", sagte Professor O'Mullane von der Naturwissenschaftlich-technischen Fakultät der QUT. "Im Prinzip bietet Wasserstoff eine Möglichkeit, saubere Energie in einem Umfang zu speichern, der erforderlich ist, um den Ausbau großer Solar- und Windparks sowie den Export von Ökostrom rentabel zu machen. Allerdings, aktuelle Methoden, die Kohlenstoffquellen nutzen, um Wasserstoff zu erzeugen, emittieren Kohlendioxid, ein Treibhausgas, das die Vorteile der Nutzung erneuerbarer Energien aus Sonne und Wind mildert. Die elektrochemische Wasserspaltung, die durch Strom aus erneuerbaren Energietechnologien angetrieben wird, wurde als eine der nachhaltigsten Methoden zur Herstellung von hochreinem Wasserstoff identifiziert."

Das neu entwickelte Verbundmaterial ermöglicht die elektrochemische Wasserspaltung in Wasserstoff und Sauerstoff unter Verwendung billiger und leicht verfügbarer Elemente als Katalysatoren.

"Traditionell sind Katalysatoren für die Wasserspaltung mit teuren Edelmetallen wie Iridiumoxid, Rutheniumoxid und Platin verbunden", sagte er. "Ein weiteres Problem war die Stabilität, insbesondere für den Teil des Prozesses, der die Sauerstoffentwicklung betrifft. Wir haben festgestellt, dass wir mit zwei erdreichlich billigeren Alternativen - Kobalt und Nickeloxid mit nur einem Bruchteil an Goldnanopartikeln - einen stabilen bifunktionellen Katalysator zur Wasserspaltung und emissionsfreien Wasserstofferzeugung schaffen können. Aus Sicht der Industrie ist es sehr sinnvoll, ein Katalysatormaterial anstelle von zwei verschiedenen Katalysatoren zu verwenden, um Wasserstoff aus Wasser zu erzeugen."

Der gespeicherte Wasserstoff könnte dann in Brennstoffzellen eingesetzt werden.

"Brennstoffzellen sind eine ausgereifte Technologie, die bereits in vielen Fahrzeugmarken eingeführt wird. Sie nutzen Wasserstoff und Sauerstoff als Treibstoffe zur Stromerzeugung - im Wesentlichen das Gegenteil von der Wasserspaltung. Mit viel billig hergestelltem" Wasserstoff können wir bei Bedarf während der Spitzenlast mit Brennstoffzellenstrom zurück ins Netz speisen oder unser Transportsystem mit Strom versorgen und nur Wasser emittieren."

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