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Energie  15.01.2018

Wasserstoff aus Sonnenenergie

Die Brennstoffzelle als mögliche Energiequelle für Elektroautos? Mittels Sonnenenergie hergestellter Wasserstoff könnte die Zukunft sein.

Bald soll Wasserstoff mithilfe von Solarstrom auf Plattformen im Meer erzeugt werden. Das ist der Plan von Daniel Esposito, der an der Columbia University lehrt. Er hat dazu einen Elektrolyseur entwickelt, der durch seine Einfachheit besticht. Während die Gase Sauer- und Wasserstoff in bisherigen Geräten über Membranen getrennt werden müssen, hat Esposito einen anderen Weg gefunden, den Wasserstoff in reiner Form zu gewinnen.

Der Chemieingenieur und sein Team nutzen eine andere Anordnung der Elektroden, an denen sich die beiden Gase bilden. Sie haben einen Abstand von gerade einmal zwei Millimetern. Esposito nutzt den Auftrieb der Gasblasen, die praktisch selbstständig in den Auffangbehälter hineinblubbern. Mit dieser Anordnung erreicht er eine Reinheit von 99 Prozent. 'Der einfache Aufbau unseres Elektrolyseurs ohne Membran und Pumpe prädestiniert ihn für die Spaltung von Meerwasser', sagt Esposito.

Aber auch in Sachen Kosten und Haltbarkeit punktet das System gegenüber konventionellen Geräten. 'Wir glauben, dass unser Prototyp den Weg zu großen schwimmenden Anlagen ebnen könnte, die Solar-Wasserstoff erzeugen', so der Forscher. Der entscheidende Vorteil sei, dass dazu kein Land verloren gehe. Der Verzicht auf Membranen habe große Vorteile. Sie seien die anfälligsten Bauteile herkömmlicher Elektrolyseure. Ungereinigtes Meerwasser würde sie in kürzester Zeit verstopfen, weil es Partikel und Bakterien enthält.

Die direkte Trennung gelingt Esposito und seinem Team mit einem Trick. Während die Elektroden, also die Kontakte, durch die Gleichstrom ins Wasser geleitet wird, normalerweise komplett mit einem Katalysator beschichtet sind, wurde eine Asymmetrie gewählt. Die Elektroden haben nur an den Außenseiten Katalysatoren, sodass die entstehenden Gase sich nicht vermischen können, sondern in getrennten Blasensäulen an die Wasseroberfläche kommen. Einziger Nachteil: Die Elektroden benötigen teures Platin zur Katalyse.

Wasserstoff gilt als idealer Energieträger, weil bei seiner Verbrennung oder bei der Nutzung in Brennstoffzellen zur Erzeugung von Strom und Wärme nur Wasser entsteht. Voraussetzung ist allerdings, dass das Gas mit regenerativer Energie erzeugt wird, also komplett schadstofffrei.

pte/red

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#Wissenschaft #Solarenergie #Wasserstoff #Strom


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