Energiespeicherung: Kobalt ersetzt Platin als Katalysator

Ein Durchbruch bei der Erzeugung von Wasserstoff ermöglicht effizientere Solarenergie. Energie wird besser und billiger gespeichert.

Bald könnte die Herstellung von Wasserstoff für industrielle Zwecke vermehrt durch die Elektrolyse von Wasser erfolgen. Bisher war dies nicht im großen Umfang möglich, da zur Durchführung einer Elektrolyse Katalysatoren aus Platin benötigt wurden. Bei einer Elektrolyse wird das Wasser durch die Zuführung von elektrischem Strom in seine beiden Bestandteile, Sauerstoff und Wasser, aufgespalten. Das Platin kommt als Material für die Anode und die Kathode zum Einsatz, wo es den Trennungsprozess beschleunigt. So bilden sich an der Anode Sauerstoff und an der Kathode Wasserstoff. Der Wasserstoff wird aufgefangen und beispielsweise als Energieträger oder Kühlmittel genutzt.

Bisher konnte Platin aufgrund seines hohen Preises und seiner Seltenheit nicht für industrielle Zwecke eingesetzt werden. So ist Platin 35 Mal seltener als Gold und beinahe genau so teuer. Die Herstellung von Wasserstoff erfolgt deshalb bis heute vor allem durch die Zerlegung von Kohlenwasserstoffen. Dabei werden fossile Energieträger, wie Erdgas, in Kohlendioxid und Wasserstoff aufgespalten. Bei dieser Art der Herstellung kann zwar effizient Wasserstoff gewonnen werden, doch werden dabei auch große Mengen an Treibhausgasen erzeugt.

Französischen Forschern ist nun ein wichtiger Schritt hin zu einer sauberen und gleichzeitig kostengünstigen Herstellung von Wasserstoff gelungen. Bei dem Projekt handelte es sich um eine Kooperation der Behörde für Atomenergie und alternative Energien (CEA), dem Institut für Materie und Strahlung in Saclay (IRAMIS), dem Labor für Energietechnologien und Nanomaterialien (LITEN) sowie dem Labor für Elektronik und Informationstechnologien (LETI) in Grenoble. Im Rahmen ihrer Forschung haben es die Wissenschaftler geschafft, Kobalt für die Herstellung von Katalysatoren und damit für die Durchführung von Elektrolysen nutzbar zu machen.

Kobalt ist dabei nicht nur weit günstiger als das bisher verwendete Platin. Es ist zudem auch ergiebiger, was die Elektrolysekosten drastisch senken könnte. „Es handelt sich um das erste schaltbare Katalysatormaterial, bei dem es sich nicht um ein Edelmetall handelt”, beschreibt die CEA die neue Technik. Unter einem schaltbaren Material versteht man bei der Elektrolyse einen Werkstoff, der sowohl an der Anode zur Erzeugung von Sauerstoff als auch an der Kathode bei der Erzeugung von Wasserstoff zum Einsatz kommen kann.

Die französische Innovation könnte damit dazu beitragen, Wasserstoff in großen Mengen zur Speicherung von Energie herzustellen. So könnten unter anderem überschüssiger Wind- und Solarstrom zur Elektrolyse genutzt werden. Der so erzeugte Wasserstoff kann dann wiederum als Energieträger, zum Beispiel für den Betrieb von Brennstoffzellen im Straßenverkehr, zum Einsatz gebracht werden.

Kommentare

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  1. Erika Cieśla sagt:

    Also wir haben damals im Physikunterricht einfach nur zwei Drähte genommen und Strom draufgegeben, von einem »Katalysator« höre ich hier zum erstenmal. Sind Sie Sich da ganz sicher, daß Sie da nicht irgend etwas falsch verstanden haben?

    Einen Katalysator braucht man meines bisherigen Wissens nach nämlich erst, wenn man den gewonnenen Waserstoff mit dem CO2 aus der Luft zu CH4 alias Methan alias Erdgas reagieren lassen will, weil man dieses Gas dann tatsächlich beliebig in das bereits vorhandene Erdgasrohrnetz einspeisen und/oder speichern kann. Auch die Rückgewinnung von Strom ist in einem herkömmlichen Gaskraftwerk sehr leicht zu realisieren, während der Umgang mit Wasserstoff erstens nicht ungefährlich ist, und zweitens man für den Wasserstoff eigentlich noch gar keine Infrastruktur hat, diese also erst noch geschaffen werden müßte.

    Also ich will Ihnen ja nichts unterstellen, aber Sie sollten vielleicht noch nochmal nachfragen, ob Sie Sich auch wirlich alles richtig aufgeschrieben haben.

  2. Dirk Bosse sagt:

    Wissenschaft für Bildzeitungsleser. Das Problem war (und ist?) der schlechte Wirkungsgrad bei der Elekrolyse mit Strom und Platinelektroden.

    Nirgendwo wird erklärt, warum Kobalt hier besser ist. Und: Warum werden die Kobaltelektroden nicht zersetzt???

    Wenn keine Ahnung, dann besser mal keine Meldung… Redaktionelle Höchstleistung. ;-(((

  3. Carsten Thumulla sagt:

    Lernt erstmal, was ein Katalysator ist, und was Elektroden sind.. Oberquatsch, das
    Das Problem ist die Zersetzung der Elektroden, nicht die Katalyse.

    Carsten

    Terroristen schaffen Arbeitsplätze

  4. Werner sagt:

    „…Bisher konnte Platin aufgrund seines hohen Preises und seiner Seltenheit nicht für industrielle Zwecke eingesetzt werden…“

    Unsinn !
    Platin ist sogar etwas billiger als Gold , und dieses wird für industrielle Zwecke durchaus eingesetzt . Z.B. in der Elektronik Industrie .

    Mal wieder eine DMN-Ente .

    Werner

  5. marc sagt:

    Kobalt kann aber schwere Allergien auslösen z.b Blasen groß wie Tomanten auf der Haut.
    Und in manchen Ländern strich man Häuser Kobalt Blau an weil das die Mücken töten sollte…

  6. CD sagt:

    Sollte das Vorhaben gelingen, dann werden sich die Platinminenbesitzer bestimmt dagegen wehren, denn der grösste Abnehmer ist die Automobilindustrie mit ihren Abgasreinigungsanlagen welche in den Fahrzeugen verbaut werden.