Chemikern gelingt Kohlendioxid-neutrale Wasserstoffspeicherung mit einem Bicarbonat/Formiat-System Brausepulver als Wasserstoffspeicher - scinexx | Das Wissensmagazin
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Chemikern gelingt Kohlendioxid-neutrale Wasserstoffspeicherung mit einem Bicarbonat/Formiat-System

Brausepulver als Wasserstoffspeicher

Das bei der Reaktion entstehende Kohlendioxid wird in Form von Biocarbonaten abgefangen. © Wiley-VCH

Wasserstoff gilt als aussichtsreicher Energieträger für eine zukünftige nachhaltige Energiewirtschaft. Allerdings werden zurzeit noch immer praktikable Lösungen für eine einfache und sichere Wasserstoffspeicherung gesucht. Rostocker Forscher sind dabei nun jedoch einen entscheidenden Schritt weiter gekommen. In der Fachzeitschrift „Angewandte Chemie“ stellen sie einen neuen Ansatz zur Wasserstoffspeicherung vor, der auf einfachen Salzen der Ameisensäure und der Kohlensäure basiert.

Praktikable Wasserstoffspeicher sollten den Wasserstoff bei Normaldruck und Raumtemperatur aufnehmen, eine hohe Menge sicher auf möglichst kleinem Raum unterbringen und ihn bei Bedarf unter den genannten Bedingungen rasch wieder abgeben können. Bekannte Metallhydrid-Tanks bringen den Wasserstoff sicher in einem relativ überschaubaren Volumen unter, sind jedoch sehr schwer, teuer und arbeiten nur bei höheren Temperaturen oder viel zu langsam.

CO2-freier Wasserstoffspeicherzyklus

Neben organischen Wasserstoffspeichern wie Methan und Methanol interessieren sich Forscher seit einiger Zeit für Ameisensäure (HCO2H) und ihre Salze, die so genannten Formiate, zur Wasserstofferzeugung. Ein grundlegendes Problem bei der Verwendung dieser Speichermaterialien ist die Abtrennung des bei der Wasserstoff-Freisetzung entstehenden Kohlendioxids.

Dem Team um Matthias Beller vom Leibniz-Institut für Katalyse in Rostock ist es nun gelungen, mit einem speziellen Ruthenium-Katalysator, der sowohl die Wasserstoff-Freisetzung als auch die Rückreaktion der Wasserstoffaufnahme katalysiert, einen reversiblen CO2-freien Wasserstoffspeicherzyklus zu etablieren.

Viele Vorteile

Konkret wird dabei Wasserstoff aus ungiftigen Formiaten freigesetzt und das entstehende CO2 in Form von Bicarbonaten abgefangen. Bicarbonate sind Bestandteil von vielen natürlichen Gesteinen und finden im Alltag auch Verwendung als Backpulver oder Brausepulver (Natriumbicarbonat, NaHCO3).

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„Unser neues Konzept hat eine Reihe von Vorteilen“, sagt Beller, „verglichen mit CO2 ist festes Bicarbonat einfach zu handhaben und sehr gut in wässrigen Medien löslich. Die resultierende Bicarbonatlösung kann katalytisch unter sehr viel milderen Bedingungen in eine Formiatlösung überführt werden als man etwa für die Reaktionen zu Methan oder Methanol benötigt.“

Wasserstoffentladung gelingt bei Raumtemperatur

Zudem könne der ungefährliche Feststoff einfach gelagert und transportiert werden. Die Wasserstoffentladung gelingt bereits bei Raumtemperatur oder auch darunter. Beller: „Vor allem aber wird erstmals ein geschlossener Kohlenstoffkreislauf möglich, da das resultierende Bicarbonat mit Wasserstoff einfach wieder aufgeladen werden kann.“

(Gesellschaft Deutscher Chemiker, 17.06.2011 – DLO)

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