Neue Aluminiumlegierung könnte der Wasserstoff-Brennstoffzelle zum Durchbruch verhelfen

Wasserstoff könnte die Antwort auf die Versuche der Menschheit sein, sich von fossilen Brennstoffen zu lösen. Das Problem: Für die Gewinnung von Wasserstoff ist ein relativ hoher Energieaufwand nötig, was die Nutzung des Stoffes als Treibstoff schwieriger macht. Die Wissenschaft arbeitet daher kontinuierlich an neuen Methoden, mit denen die Wasserstoffgewinnung effizienter abläuft. Wer den Film „Der Marsianer“ gesehen hat, der wird sich an eine Szene erinnern, in der der auf dem Mars zurückgelassene Astronaut Mark Watney aus einem Wasserstoff-Treibstoff Wasser gewinnt. Forscher des US Army Proving Ground Research Laboratory haben nun eine Methode entwickelt, bei der dieser Prozess umgekehrt wird, ohne dass dazu viel Energie benötigt wird.

Wasserstoff-Reaktion ohne großen Energieaufwand

Die Wissenschaftler machten während der Entwicklung einer starken Aluminium-Legierung eine erstaunliche Entdeckung: Wasser, das mit der Legierung in Kontakt kam, begann ein Gas zu entwickeln, das sich als Wasserstoff entpuppte. Die Reaktion ist ungewöhnlich. Normalerweise oxidiert Aluminium beim Kontakt mit Wasser und bildet eine Art Schutzschicht, die weitere Reaktionen verhindert. Die von den Wissenschaftlern beobachtete Reaktion jedoch lief einfach weiter, solange es genügend Nachschub an Wasser gab. Möglicherweise sind die Forscher durch Zufall auf eine portable und energieeffiziente Methode zur Herstellung von Wasserstoff gestoßen.

Dank der neuen Aluminium-Legierung könnte Wasserstoff sozusagen unterwegs bei Bedarf gewonnen werden. Dies würde Wasserstoff-Brennstoffzellen deutlich attraktiver machen, da es nicht mehr nötig wäre, Wasserstoff unter Druck zu transportieren. Der benötigte Treibstoff könnte einfach unterwegs hergestellt werden – alles, was dazu nötig wäre, wäre ein Tank voller Wasser und ein paar Aluminium-Stücke.

Fast 100 Prozent Effizienz

Vorherige Versuche mit Aluminium-Wasser-Reaktionen waren immer auf einen Katalysator oder hohe Temperaturen angewiesen und zudem vergleichsweise langsam. Die Effizienz der Reaktionen lag bei maximal 50 Prozent und es dauerte Stunden, bis genug Wasserstoff gewonnen werden konnte. Die Methode, über die die Army-Forscher stolperten, ist deutlich schneller und erreicht eine Effizienz von nahezu 100 Prozent.

Und besser noch: Die Legierung ist relativ einfach, günstig und ohne viel Energieaufwand herzustellen. Als Ausgangsmaterial werden lediglich ein paar Aluminium-Abfälle benötigt.

Methode könnte Wasserstoff zum Durchbruch verhelfen

Wasserstoff wird seit längerem als eine Alternative zu fossilen Brennstoffen gehandelt. Bisher konnte sich Wasserstoff als Treibstoff aber nicht durchsetzen. Nicht nur, dass die Gewinnung des Stoffes ein energiehungriger Prozess ist, Wasserstoff kann auch nur unter Druck transportiert werden. Die neue Legierung hat das Potential, einige der Probleme mit Wasserstoff aus der Welt zu räumen.

„The important aspect of the approach is that it lets you make very compact systems. That would be very useful for systems which need to be very light or operate for long periods on hydrogen, where the use of hydrogen stored in a cylinder is prohibitive“, so Anthony Kucernak, ein Experte für Brennstoffzellen vom Imperial College London, gegenüber der Zeitschrift New Scientist.

Die Forscher der US Army glauben, dass der Prozess hochskaliert und in Brennstoffzellen verwendet werden kann. Im nächsten Schritt wollen sie die Methode im praktischen Einsatz testen.

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