Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert Chemiker mit einer Million Euro für die Untersuchung von Sonnenlicht als Energiequelle für Wasserstoff-Autos
„Eine der größten Herausforderungen unserer Zeit besteht darin, die gesellschaftlichen Bedürfnisse an Mobilität und Energieversorgung zu decken, ohne dabei klimaschädliche Stoffe zu erzeugen“, erklärt Prof. Dr. Matthias Bauer vom Department Chemie der Universität Paderborn. „Das beinhaltet auch die Schonung fossiler Ressourcen, die durch andere, regenerative Energieträger ersetzt werden müssen“, so der Wissenschaftler weiter. Eine umweltfreundliche Alternative zu konventionellen Treibstoffen ist beispielsweise Wasserstoff, der als Antrieb für Elektroautos genutzt werden kann. „Allerdings sind die für eine klimafreundliche Gewinnung von Wasserstoff notwendigen Prozesse bisher kaum erforscht worden und mögliche Technologien weitestgehend unausgereift“, so Bauer. Der Chemiker leitet ein neues Forschungsprojekt, das jetzt dessen Erzeugung durch den Einsatz von Sonnenlicht untersucht. Das Vorhaben wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit rund einer Million Euro gefördert.
Unbegrenzt verfügbare Energie
Bauer: „Wasserstoff, erzeugt durch unbegrenzt verfügbares Sonnenlicht, ist ein hocheffizienter Energieträger. Er kann zusammen mit Sauerstoff in elektrische Energie umgewandelt werden. Die dazu eingesetzten Brennstoffzellen erlangen im Moment große Aufmerksamkeit als Alternative zum klassischen Elektroantrieb. Als Abfallprodukt entsteht nur Wasser, aus dem mithilfe von Katalysatoren wiederum Wasserstoff gewonnen werden kann.“
Um solche chemischen Prozesse zu verbessern, die durch die Energie des Sonnenlichts ermöglicht werden, müssen hochkomplexe Techniken angewandt werden. „Diese stehen an Teilchenbeschleunigern, auch Hochleistungs-Photonenquellen genannt, zur Verfügung. Da die Reaktionen im Bereich einer milliardstel Sekunde und zum Teil noch schneller ablaufen, müssen die Methoden am Synchrotron PETRA III in Hamburg weiterentwickelt werden, um in diesen Zeitbereich vorzustoßen“, sagt Bauer und ergänzt: „Dann lassen sich molekulare Filme von der Bildung des Wasserstoffs drehen, mit deren Hilfe solche Prozesse verbessert werden können“.
Nachhaltigkeit hat höchste Priorität
Bisher kommen für solche Reaktionen nur Edelmetalle wie Platin zum Einsatz. „Diese Metalle werden allerdings in absehbarer Zeit knapp. Hinzu kommt, dass deren Gewinnung die Umwelt belastet“, erklärt Bauer. Die Paderborner und Hamburger Wissenschaftler wollen deshalb noch einen Schritt weiter gehen: „Mit der Nutzung von unedlen Metallen wie Eisen können wir die Nachhaltigkeit solcher Reaktionen stark erhöhen“, so der Chemiker. Bis zur Konkurrenzfähigkeit der edelmetall-freien Systeme werde es zwar noch dauern, aber „mit den jetzt bewilligten Mitteln können wir diesem Ziel ein gutes Stück näher kommen“, ist sich Bauer sicher. Das Projekt läuft bis 2022. Erste Ergebnisse werden für 2020 erwartet.
Prof. Dr. Matthias Bauer; Nina Reckendorf, Stabsstelle Presse und Kommunikation
