Metallhydride: Deutsche Forscher gewinnen Wasserstoffspeicher aus Industrieabfällen

Große Containerschiffe sind teilweise wochenlang auf den Ozeanen unterwegs. Anders als bei einem Auto kann man sie also nicht einfach mit einer Batterie und einem Elektroantrieb ausstatten. Denn auf dem Meer fehlt es an den nötigen Ladestationen. Experten sehen daher hier eine Einsatzmöglichkeit für die Brennstoffzelle. Dies wandelt Wasserstoff in Elektrizität um und treibt damit dann einen Elektromotor an. Auf diese Weise können deutlich höhere Reichweiten erzielt werden als mit einer Batterie. Bisher allerdings ist die Speicherung des Wasserstoffs noch ein Problem. Soll diese möglichst platzsparend und bei moderaten Temperaturen erfolgen, kommen sogenannte Metallhydrid-Speicher zum Einsatz. Dabei werden bestimmte Metallverbindungen zunächst zu einem Pulver gemahlen und anschließend mit dem gasförmigen Wasserstoff in Kontakt gebracht. Die Folge: Die beiden Wasserstoffatome des Moleküls werden voneinander getrennt und binden sich an die Metallatome. Es entstehen die sogenannten Metallhydride.

Der Abbau der hochreinen Metalle sorgt für Umweltschäden

Durch die Verbindung der Atome reduziert sich das für den Speicher benötigte Volumen. Dies ist für den Einsatz auf Containerschiffen, wo der Platz naturgemäß begrenzt ist, von durchaus entscheidender Bedeutung. Der zweite große Vorteil besteht darin, dass sich die Reaktion auch einfach und schnell rückgängig machen lässt, um den Wasserstoff wieder freizugeben. Noch aber gibt es ein Problem mit den Metallhydriden. Diese werden bisher aus hochreinen Metallen gewonnen und aufwändig aufbereitet. Der Abbau der Metalle bringt aber nicht nur für die Umwelt Probleme mit sich, sondern sorgt auch für zusätzliche CO2-Emissionen. Selbiges gilt für die anschließende Aufbereitung. Forscher des Instituts für Wasserstofftechnologie am Helmholtz-Zentrum Hereon haben in diesem Zusammenhang nun eine wichtige Entdeckung gemacht: Sie nutzten Metallabfälle aus der Industrie, um die begehrten Metallverbindungen zu gewinnen. Im Idealfall könnten die Wasserstoff-Speicher so zukünftig im Rahmen der etablierten Kreislaufwirtschaft gewonnen werden.

Metallabfälle können so sinnvoll recycelt werden

Dieser Ansatz bringt zwei große Vorteile mit sich. Zum einen fallen alleine in Deutschland jedes Jahr Millionen von Tonnen an Industrieabfällen aus Metall an. Es ist also ausreichend Material zur Weiterverarbeitung vorhanden. Hinzu kommt, dass die exakte Zusammensetzung der jeweiligen Legierung bei dieser Form der Weiterverarbeitung keine große Rolle spielt. Dies bedeutet: Theoretisch können sogar Metallabfälle genutzt werden, die bisher als nicht sinnvoll recycelbar gelten. Die Forscher sind daher zuversichtlich, dass aus ihrem Forschungsprojekt tatsächlich irgendwann industriell nutzbare Produkte entstehen. Damit Schiffe aber tatsächlich rein mit Wasserstoff über die Weltmeere fahren können, muss noch ein zweiter Punkt erfüllt werden: Es muss ausreichend grüner Wasserstoff zur Verfügung stehen. Dafür wiederum werden große Mengen an Ökostrom benötigt. Denn nur wenn die energieintensive Herstellung durch nachhaltige Energiequellen abgedeckt wird, ist die Nutzung von Wasserstoff wirklich klimaneutral.

Via: Hereon