„Türkiser“ Wasserstoff wird billiger: Das Klima könnte viel schneller entlastet werden
Durch Pyrolyse von Erdgas könnte man sehr schnell so große Mengen an Wasserstoff produzieren, dass sich der Einsatz von Kohle, Erdöl und Erdgas (Direktverbrennung) drastisch reduzieren ließe. Als Nebenprodukt fällt dabei fester Kohlenstoff an, der problemlos etwa in ehemaligen Bergwerken entsorgt werden könnte, also für alle Zeiten aus der Atmosphäre verschwindet. Dieser „türkise“ Wasserstoff kostet allerdings noch deutlich mehr als „grauer“, der ebenfalls aus Erdgas gewonnen wird, wobei allerdings große Mengen des Klimagases Kohlenstoffdioxid (CO2) freiwerden.
Weniger Energie, effektivere Umwandlung
Jetzt haben südkoreanische Forscher einen Katalysator entwickelt, der die Spaltung von Erdgas in türkisen Wasserstoff und festen Kohlenstoff erheblich beschleunigt. Der Prozess läuft zudem bei relativ niedrigen Temperaturen ab und die Umwandlungsrate verbessert sich um bis zu 36 Prozent, verglichen mit bisherigen Katalysatoren. All diese Verbesserungen lassen die Kosten für diese Art der Wasserstofferzeugung deutlich sinken.
Katalysatoren aus Flüssigmetall
Bei der Methanpyrolyse wird Erdgas unter Luftabschluss erhitzt. Ein Katalysator beschleunigt die Spaltung in Wasserstoff und Kohlenstoff. Das Team um den Chemiker und Katalyseexperten Seung Ju Han vom Korea Research Institute of Chemical Technology (KRICT) in Daejeon setzt auf Flüssigmetallkatalysatoren. Beide enthalten Wismut, das eine Verbindung mit Kupfer beziehungsweise Nickel eingeht. Mit der Wirkung waren die Forscher noch nicht ganz zufrieden.
Selen ist das Tüpfelchen auf dem „i“
Dann kamen sie auf die Idee, das chemische Element Selen hinzuzufügen. Das hatte durchschlagenden Erfolg. Sie erklärten sich das damit, dass Selen die Oberflächenspannung der flüssigen Katalysatoren verringert. Dadurch vergrößert sich die Fläche, die für die Katalyse zur Verfügung steht. Die nickelbasierte Variante blieb in einem Test 100 Stunden lang aktiv, was die Forscher ermutigend finden, wenn auch noch nicht ausreichend. Hier wollen sie noch nachbessern.
Kommerzielle Nutzung bis 2030
“Diese Technologie ist eine Kerninnovation für die Herstellung von türkisenem Wasserstoff und wird eine entscheidende Rolle bei seiner Kommerzialisierung spielen“, so KRICT-Präsident Yeong-Kuk Lee. Das Forschungsteam ist der Ansicht, dass diese Technologie das Potenzial hat, die Kommerzialisierung der sauberen Wasserstoffproduktion zu beschleunigen. Die zukünftige Forschung wird sich auf die weitere Verbesserung der Prozesseffizienz und die angestrebte kommerzielle Nutzung bis 2030 konzentrieren.
Nichts für orthodoxe Umweltschützer
Türkiser und blauer Wasserstoff – letzterer wird ebenfalls durch Erdgasspaltung gewonnen, wobei das entstehende CO2 endgelagert und damit ebenfalls auf Dauer aus der Atmosphäre entfernt wird – sind bei orthodoxen Umweltschützern wenig beliebt, obwohl das Klima weder bei der Produktion noch bei der Nutzung belastet wird, sondern lediglich durch Leckagen bei der Förderung des Gases. Das würde allerdings mehr als wettgemacht, weil sehr schnell sehr große Mengen von türkisem und blauem Wasserstoff hergestellt werden könnten.
