18.02.2015, 08:05 Uhr

Ruhr-Uni Bochum: Wasserstoff-Produktion bald kostengünstiger

Bochum – Bei der Trennung von Sauerstoff und Wasserstoff hat es bisher an effizientem Equipment gemangelt. Ein Team der Ruhr-Uni Bochum ist durch eine Neuentwicklung nun offensichtlich gelungen, die Herstellung von Wasserstoff effizienter und günstiger machen.

Die alkalische Elektrolyse von Wasser gilt als erfolgversprechende Methode zur Herstellung von Wasserstoff. Eine Schwachstelle war bislang allerdings eine effiziente Membran, um Wasser- und Sauerstoff möglichst sauber zu trennen. Ein Team der Ruhr-Universität Bochum hat nun einen neuen Gas-Separator entwickelt. Er übertrifft die bislang verfügbaren Membranen in vielerlei Hinsicht.

Bochumer Membran besonders effizient

Eine ideale Membran muss laut der Ruhr-Uni Bochum zwei Dinge gewährleisten: Sie muss undurchlässig für Wasser- und Sauerstoff sein, gleichzeitig aber möglichst durchlässig für die Ausgleichsströme aus Ionen, ein Kernbestandteil beim alkalischen Elektrolyseprozess von Wasser. Bei dem Verfahren werden zwei durch eine Membran getrennte Elektroden in eine Lauge eingebracht. Während der Separation fließt Strom von einer Elektrode zur anderen, Ionen bewegen sich dann durch die Membran um Konzentrationsunterschiede auszugleichen. An der einen Elektrode entsteht Wasser-, an der anderen Sauerstoff.

Je besser die Membran Ionen passieren lässt, dabei aber Wasser- und Sauerstoff aufhält, desto geringer ist der Energiebedarf der Wasserstoffherstellung. Die Bochumer Membran soll in beiden Disziplinen besonders gut sein.

Rezeptur bleibt Betriebsgeheimnis

Früher wurde Asbest als Membran verwendet, berichtet Dr. Fabio La Mantia, Leiter der Nachwuchsgruppe Semiconductors & Energy Conversion. „Seit dem Verbot von Asbest als Gas-Separator in der Wasserelektrolyse kämpfen die Hersteller mit der Schwierigkeit, eine hochwertige Alternative zu finden“, so La Mantia weiter. Andere auf dem Markt verfügbare Membranen würden entweder eine hohe Ionenleitfähigkeit oder eine gute Gasbarriere bieten, aber nicht beides.

Der Schlüssel zum Erfolg des Bochumer Teams sei die Interdisziplinarität des Projektes und der Zusammenarbeit zwischen den Experten Dr. La Mantia (Batterieforschung) und Dr. Jelena Stojadinovic (Wasserelektrolyse). „Wir haben Resultate aus der Batterieforschung auf das Gebiet der Wasserelektrolyse übertragen – ein Potenzial, das bislang brach lag“, so weiter La Mantia. „Unsere Gas-Separatoren übertreffen sowohl das gesundheitsgefährdende Asbest als auch die Produkte der Konkurrenz im Hinblick auf Ionenleitfähigkeit, Gasdichte, chemische, mechanische und thermische Widerstandsfähigkeit sowie die Kosteneffizienz“. Die Membran besteht aus einem neuen Kompositmaterial; dessen Zusammensetzung ist ein Betriebsgeheimnis des Bochumer Teams.

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