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Neues System zur Gewinnung und Speicherung von Wasserstoff

Durch den Einsatz von hocheffizienten einfachen Eisenkatalysatoren soll sich Wasserstoff unter milden Bedingungen direkt aus Ameisensäure erzeugen lassen: Rostocker Forscher vom Leibniz-Institut für Katalyse an der Universität Rostock haben kürzlich gemeinsam mit Schweizer Forschern der EPFL ( Eidgenössische Technische Hochschule Lausanne) in Lausanne ein neues System der Wasserstoffspeicherung vorgestellt. Über dieses System wurde nun in dem internationalen Wissenschaftsjournal Science berichtet.

Das neue System arbeitet mit einem käuflichen Eisenkomplex, dem ein phosphorhaltiger so genannter Ligand zugesetzt wird, erklärt das Leibniz-Institut für Katalyse an der Universität Rostock. Bereits bei Raumtemperatur liefere das System gute Umsätze, erziele aber die besten Ergebnisse bei zirka 80 Grad Celsius. Bei dieser Temperatur können fast 100.000 Moleküle der Ameisensäure, eine nicht-toxische Säure, in Wasserstoff und Kohlendioxid zerlegt werden. Der Nachteil sei allerdings, dass neben dem gewünschten Wasserstoff auch Kohlendioxid entsteht. Wird das Kohlendioxid aber wiederum für die Herstellung von Ameisensäure verwendet, soll daraus ein kohlendioxidneutraler Prozess resultieren. An der technischen Umsetzung dieses Problems wird gemeinsam in Rostock und Lausanne gearbeitet.

Die Forscher haben sich, wie das Institut erklärt, in kleinen Schritten über Jahre dem Problem genähert. "Jetzt haben wir ein sehr einfaches System gefunden, Wasserstoff aus Ameisensäure direkt mithilfe eines Eisenkatalysators - eines in kleinsten Mengen zugesetzten Hilfsstoffes - zu erzeugen", erläutert Professor Matthias Beller vom Leibniz-Institut für Katalyse. So umgehen die Forscher eine notwendige Speicherung des gasförmigen Wasserstoffs. Sie zeigen auf diese Weise einen Weg auf, wie der Wasserstoff vor Ort ganz direkt sowie umweltschonend und einfach aus flüssiger Ameisensäure erzeugt werden kann. Während in früheren Arbeiten der Wissenschaftler vom Leibniz-Institut noch der Einsatz hochkomplexer und teurer katalytischer Hilfsstoffe beziehungsweise eine Bestrahlung durch die Sonne erforderlich waren, verfügen sie jetzt über einen Katalysator aus Eisen, der durch seine Stabilität und Aktivität schon bei Raumtemperatur einzigartig sein soll.

Durch die mathematischen Modellrechnungen von Professor Ralf Ludwig von der Universität Rostock sowie sehr spezielle spektroskopische Untersuchungen, die Gabor Laurenczy und seine Kollegen im Schweizer Lausanne durchgeführt haben, konnten die Wissenschaftler den genauen mechanistischen Ablauf des neuartigen Systems aufzeigen.
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