Forscher stellen einen neuen, wirtschaftlichen Ansatz zur Herstellung von grünem Wasserstoff vor

22.08.2023 - USA

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Forscher der University of Colorado haben eine neue und effiziente Methode zur Herstellung von grünem Wasserstoff oder grünem Synthesegas, einem Vorprodukt für flüssige Kraftstoffe, entwickelt. Die Ergebnisse könnten die Tür zu einer nachhaltigeren Energienutzung in Branchen wie Verkehr, Stahlerzeugung und Ammoniakproduktion öffnen.

Die neue Studie, die am 16. August in der Fachzeitschrift Joule veröffentlicht wurde, konzentriert sich auf die Produktion von Wasserstoff oder Synthesegas, einer Mischung aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid, die in Kraftstoffe wie Benzin, Diesel und Kerosin umgewandelt werden kann. Das Team der CU Boulder legt den Grundstein für die möglicherweise erste kommerziell nutzbare Methode zur Herstellung dieses Kraftstoffs, die ausschließlich auf Sonnenenergie basiert. Das könnte Ingenieuren helfen, Syngas auf nachhaltigere Weise zu erzeugen.

Die Gruppe wurde von Al Weimer, Professor an der Fakultät für Chemie- und Bioingenieurwesen, geleitet.

"Ich stelle mir das so vor, dass man eines Tages an der Tankstelle bleifreies, bleifreies Super und Ethanol tanken kann und zusätzlich Solarkraftstoff, bei dem der Kraftstoff aus Sonnenlicht, Wasser und Kohlendioxid gewonnen wird", so Kent Warren, einer der beiden Hauptautoren der neuen Studie und wissenschaftlicher Mitarbeiter im Fachbereich Chemie- und Bioingenieurwesen. "Wir hoffen, dass diese Technologie mit den aus dem Boden gewonnenen Kraftstoffen kostenmäßig konkurrieren kann.

Traditionell stellen Ingenieure Wasserstoffgas durch Elektrolyse her, d. h. durch die Aufspaltung von Wassermolekülen in Wasserstoff- und Sauerstoffgas mithilfe von Elektrizität. Der "thermochemische" Ansatz des Teams nutzt dagegen die durch Sonnenstrahlen erzeugte Wärme, um dieselben chemischen Reaktionen zu vollziehen. Die Methoden können auch Kohlendioxidmoleküle aus der Atmosphäre spalten, um Kohlenmonoxid zu erzeugen.

Wissenschaftler hatten zuvor gezeigt, dass ein solcher Ansatz zur Herstellung von Wasserstoff und Kohlenmonoxid möglich ist, aber möglicherweise nicht effizient genug ist, um Synthesegas auf kommerziell rentable Weise zu erzeugen. In der neuen Studie wiesen die Forscher nach, dass sie diese Reaktionen bei höheren Drücken durchführen können, unter anderem durch den Einsatz von Eisen-Aluminat-Materialien, die relativ preiswert und in der Erde reichlich vorhanden sind. Durch diese höheren Drücke konnte das Team seine Wasserstoffproduktion mehr als verdoppeln.

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