Wasserstoffantriebe gelten als Alternative für reine Elektroantriebe, wenn es um die Zukunft der Mobilität geht. Allerdings ist die Speicherung von Wasserstoff in Fahrzeugen recht aufwendig und die Herstellung recht ineffektiv. Forscher der Chinesischen Akademie der Wissenschaften haben nun jedoch ein neues Verfahren entwickelt, das die Wasserstoffproduktion nicht nur schneller und effektiver machen könnte, sondern auch mobil. So wäre es in Zukunft möglich, dass Brennstoffzellen-Fahrzeuge einfach Wasser statt Wasserstoff tanken.


Bild: Jing Liu

Verfahren für mobile Wasserstoffproduktion

Das neue Verfahren basiert auf einer Reaktion zwischen Wasser und Aluminium und wurde von einem Team rund um die chinesischen Forscher Shuo Xu und Jing Liu entwickelt. Mit dem Verfahren wäre eine einer Brennstoffzelle vorgeschaltete Wasserspaltung möglich, bei der bestimmte Metalllegierungen mit Wasser und Aluminium zu Wasserstoff reagieren. Der Reaktionsweg selber ist nicht neu, allerdings kam die Reaktion bisher immer wieder schnell zum Erliegen, da sich auf dem Aluminium eine Oxidschicht bildete.

Den Forschern ist es jetzt jedoch gelungen, dieses Problem zu lösen. Der Schlüssel ist eine neue Legierung aus den Metallen Gallium, Indium, Zinn und Wismut. Trifft diese Legierung auf eine in Salzwasser getauchte Aluminium-Platte, so entstehen Aluminiumhydroxid und Wasserstoff. Letzterer kann dann in einer Brennstoffzelle mit Protonenaustausch-Membran zur Gewinnung von elektrischer Energie verwendet werden.


Wismut als Schlüsselelement

Die Effizienz der neuen Methode ist maßgeblich von dem Wismut-Bestandteil der neuen Legierung abhängig. Bei Vergleichtests mit einer Legierung aus den gleichen Metallen ohne Wismut stellte sich die wismuthaltige Legierung als wesentlich effizienter heraus. Hinzu kommt, dass die Legierung mehrfach verwendet werden kann, was sie kostengünstig und umweltschonend macht. +

In einem ersten Praxistest zeigte sich, dass 80 Milliliter Salzwasser sowie wenige Gramm der Legierung sowie Aluminium ausreichten, um in einem Wasserstoffgenerator genug Wasserstoff für eine kleine Brennstoffzelle zu produzieren, die eine LED zum Leuchten brachte.

Diese Reaktion erbringt alle Voraussetzungen, um Brennstoffzellen mit Wasserstoff zu versorgen, darunter vor allem Stabilität, eine hohe Reinheit und eine hohe Effizienz„, so das Team. Mit einer Wasserstoffproduktionsrate von bis zu 92 Prozent sei das Verfahren auch wesentlich effizienter als bisher bekannte Methoden.

Primär sehen die Forscher die praktische Einsatzmöglichkeiten der Methode in der Mobilität. Allerdings ist das Verfahren noch nicht komplett ausgereift. „ Es gibt verschiedene Probleme bei den bestehenden Methoden zur Trennung der Chemikalien nach der Reaktion. Eine saure oder alkalische Lösung kann das Nebenprodukt Aluminiumhydroxid auflösen, verursacht aber auch Probleme durch Korrosion und Verunreinigungen„, so das Team weiter.

Die Forscher arbeiten jedoch bereits daran, die Probleme zu lösen und die Methode für den Praxiseinsatz bereit zu machen. Denkbar wäre es auch, entsprechende Wasserstoffgenerator-Brennstoffzelle-Kombinationen auch in tragbaren Geräten zu verwenden.

via American Institute of Physics via EurekAlert!Mobiler

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