Forschern gelingt schnelle Wasserstofferzeugung ohne Energiezufuhr

Wasserstoff gilt als Energieträger der Zukunft, leider lässt sich das chemische Element nur unter hohe Energiezufuhr aus Wasser erzeugen. Wer übermäßig Strom in die Wasserstoffherstellung pumpt, hat am Ende aber nichts gewonnen! Umso interessanter erscheint die neue Entdeckung eines Forscherteams der UC Santa Cruz: Sie erzeugten reinen Wasserstoff auf saubere Art, ohne dass sie dabei Energie verbrauchten.

Wasserstoff könnte die Energiequelle der Zukunft werden

Gallium ermöglicht die Reaktion von Alu und Wasser

Das Zaubermittel heißt in diesem Fall Aluminium, gewonnen aus Abfall, wie zum Beispiel Alufolien und Dosen. Alu-Nanopartikel lösen ganz automatisch Wasserstoff vom Sauerstoff, der Wasserstoff sprudelt nur so aus dem Wasser heraus. Diese Nanopartikel liegen jedoch nicht auf der Straße, sondern sie müssen aus dem Aluminium herausgeholt werden. Diesen Part übernahm im Versuch ein chemisches Element namens Gallium, ein leicht zu verflüssigendes, silberweißes Metall. Die Wissenschaftler erzeugten einen Alu-Gallium-Verbundstoff, den sie in Kontakt mit Wasser brachten. Das Gallium übernahm direkt seine Aufgabe als Katalysator der Reaktion, es löste die passive Aluminiumoxidschicht von der Alu-Oberfläche und trennte das darunterliegende Metall direkt in Aluminium-Nanopartikel auf. Schon startete die Wasserstoffproduktion!

Das seltene Gallium lässt sich wieder zurückgewinnen

Gallium ist ein selten vorkommendes Element – dieser Punkt könnte für die industrielle Großproduktion hinderlich sein. Doch den Forschern fiel auch hierzu etwas ein: Sie gewannen den Stoff nach getaner Arbeit wieder zurück, um ihn erneut einzusetzen. Bislang galt es als sehr schwierig, hochreaktive Aluminium-Nanopartikel zu erzeugen, mit Gallium geschieht das fast von selbst, unter normalen Druckverhältnissen und bei Raumtemperatur. Der Alu-Gallium-Verbundstoff benötigt zur Lagerung eine Abdeckung mit Cyclohexan, um ihn vor Feuchtigkeit zu schützen. Sonst würde er sich allmählich selbst zerlegen.

Im Rasterelektronenmikroskop beobachteten die Forscher mit Hilfe der Röntgenbeugung die Bildung der Nanopartikel und stellten dabei ein Reaktionsverhältnis von 3:1 fest. Das ist zufällig das optimale Verhältnis für die Erzeugung von Wasserstoff. Alle Parameter scheinen zu stimmen, fehlt nur noch der Schritt zur Großproduktion.