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Energieträger: Sauberer Wasserstoff aus nachwachsenden Rohstoffen

Im Spiel um die Energieversorgung der Zukunft werden die Karten neu gemischt. Pflanzenöle als regenerative Energiequelle könnten einen wichtigen Beitrag leisten - wenn sie nicht zur Bildung von Ruß und störenden Ablagerungen neigen würden. Der Umweg über den Energieträger Wasserstoff bietet mit geeigneten Katalysatoren eine Lösung.
Die Werbung vergisst den feinen Unterschied nur allzu gerne. Mit lauter Stimme preist sie in ihren Spots den Wasserstoff als saubere Energiequelle der Zukunft. Als Quelle, wohlgemerkt, ohne einen Gedanken daran zu verschwenden, wo diese Quelle denn ihre sprudelnde Energie hernimmt. Wären die kreativen Köpfe in den Agenturen ein wenig dem Fluss zurück in Richtung Ursprung gefolgt, so wären sie erstaunt auf ganz andere Quellen gestoßen. Die Sonne etwa, deren Energie Wasser spaltet. Oder Verbrennungsanlagen, die mit katalysierten Reaktionen die chemisch gespeicherte Energie unterschiedlicher Substanzen nutzen. Aus ihren Antrieben stammt der Wasserstoff, dem somit die Rolle eines viel versprechenden Energieträgers – keiner Energiequelle – zukommt.

Den Wasserstoff zu bekommen, ist somit wichtiges Ziel einer zukunftsfähigen Energiestrategie. Und an dieser Stelle gibt es für die Gegenwart noch einiges zu tun. Beispielsweise bei der Gewinnung des Gases aus wichtigen regenerativen Rohstoffen wie Pflanzenölen oder verflüssigter Biomasse. Zwar existieren bereits mehrere Verfahren, die Gemische von Kohlenwasserstoffverbindungen direkt zu nutzen. Doch kämpfen diese mit einem ärgerlichen Hindernis: Ein Teil des Kohlenstoffs setzt sich auf den notwendigen Katalysatoren ab und verstopft deren reaktive Poren.

Die Lösung des Problems könnte darin bestehen, die Öle zunächst in Wasserstoff und Kohlenstoffoxide zu spalten. Aber auch dabei stellen sich ähnliche Schwierigkeiten einem kontinuierlichen Prozess in den Weg, weil die erforderliche Reaktionswärme nur schwer ausreichend schnell in das Material zu transportieren ist. Eine Hürde, die nun Wissenschaftler um James Richard Salge von der University of Minnesota womöglich überwunden haben.

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Bild | Blick auf den Rhodium-Cer-haltigen Katalysator in Aktion: Auf der etwa 1000 Grad Celsius heißen Oberfläche zerfällt das aufgesprühte Pflanzenöl augenblicklich und setzt den begehrten Wasserstoff frei.
Die Forscher bauten einen Reaktor, in dessen Kammer eine Einspritzdüse feine Tröpfchen Sojaöl oder Biodiesel mit Durchmessern von weniger als einem halben Millimeter schießt. Dort wartet ein Keramikschaum auf das Material, in dem kleine Teilchen aus Rhodium-Cer stecken. Ein ordentlicher Luftstrom versorgt das Ganze mit Sauerstoff. Hatte der Katalysator mit Hilfe einer Methanflamme eine Starttemperatur von etwa 1000 Grad Celsius erreicht, liefen die eigentlich erwünschten Umsetzungsprozesse alleine mit der dabei frei werdenden Reaktionswärme ab. Innerhalb von Millisekunden zerfielen die Pflanzenöle in Wasserstoff, Kohlenmonoxid und weitere kleine Moleküle, von denen keines den Katalysator verstopfte.

Bislang haben Salge und seine Kollegen in ihren Experimenten nur die prinzipielle Machbarkeit der Methode nachgewiesen. Sie vermuten aber, dass wegen der hohen Temperatur des Katalysators eine große Breite von Ölen und Fetten als Ausgangsstoff geeignet wären, darunter sogar gebrauchtes Speiseöl. Etwaige Verunreinigungen würden einfach verdampfen. Und vielleicht könnten selbst pulverisierte Feststoffe auf diese Weise umgesetzt werden. Der Wasserstoff wäre damit zwar weiterhin keine Quelle für Energie, aber seine Chancen als Energieträger des angebrochenen Jahrtausends wären ein gutes Stück gestiegen.
03.11.2006

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 03.11.2006

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