Das Forscherteam nutzt ein homogenes Katalysatorsystem, das Wasserstoff an Kaliumbikarbonat bindet. Bikarbonat ist ein Salz der Kohlensäure und auch als Backpulver oder Natron bekannt. Mit Bikarbonat reagiert der Wasserstoff in Gegenwart eines Ruthenium-Katalysators zu Formiat, einem ungiftigen Salz der Ameisensäure. Der Vorteil: Der gespeicherte Wasserstoff könne jederzeit wieder freigesetzt werden – mit demselben Katalysator im gleichen System.
Dr. Henrik Junge, Forschungsgruppenleiter am LIKAT, erklärte in einer Pressemitteilung vom 29. August, dass das System bei etwa 60 Grad Celsius stabil arbeite. Die Reaktion finde in einer Lösung statt, die alle beteiligten Stoffe enthält. Peter Sponholz vom Rostocker Wasserstoffproduzenten H2Apex betonte die technische Steuerbarkeit: Der Wasserstoffdruck bestimmt, ob das Gas gebunden oder freigesetzt wird.
Im Vergleich zu anderen Speichermedien wie Methanol, Ammoniak oder synthetischem Methan soll das Ameisensäuresalz Vorteile hinsichtlich Giftigkeit und Energieverbrauch bieten. Formiat könnte einfach in Kunststoffbehältern gelagert und transportiert werden – „im Grunde wie Milch, Bier oder Diesel“, so Junge.
„Backpulver“ zur effizienten H2-Speicherung
Zusammen mit dem Backpulver (bei dem es sich i.d.R. um Natriumbikarbonat handelt)-Pendant Kaliumbikarbonat bilde das Formiat ein Energiesystem, das wie eine Batterie über Wasserstoff be- oder entladen werde. Das System eigne sich besonders für den lokalen Einsatz, etwa in ländlichen Gebieten.
Überschüssiger Strom aus Wind- oder Solarenergie könnte dabei zur Herstellung von grünem Wasserstoff genutzt werden, den H2-Produzenten anschließend als Formiat speichern. Die Forscher arbeiten daran, die Speicherdichte zu optimieren, um möglichst viel Wasserstoff im Formiat unterzubringen.
Ein wichtiger Aspekt ist die CO2-Neutralität des Prozesses. Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden, bei denen die Wasserstoffrückgewinnung CO2 freisetzt, halte dieses System das CO2 dauerhaft gebunden. Der gewonnene reine Wasserstoff lasse sich anschließend direkt in Brennstoffzellen verwenden.
Größerer Demonstrator in Planung
In ihrer Studie berichten die Wissenschaftler von 40 aufeinanderfolgenden Zyklen der Wasserstoffspeicherung und -abgabe über sechs Monate. Mit minimalen Mengen des Ruthenium-Katalysators produzierten sie nach eigenen Angaben 50 Liter Wasserstoff mit einer durchschnittlichen Reinheit von 99,5 Prozent.
H2APEX plant nun, auf Grundlage der ersten Ergebnisse einen größeren Demonstrator zu bauen. Das Unternehmen nutzt dafür auch das Technikum des LIKAT. Ziel ist, die Anlage bis Ende 2025 zu kommerzialisieren.
Die englischsprachige Originalpublikation finden Sie hier.
