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Wasserstoff aus Windkraft zu produzieren ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Treibhausgasreduzierung. Wasserstoff kann aber auch auf anderen Wegen nachhaltig produziert werden: Gas aus nasser Biomasse.

Den Energieträger Wasserstoff aus Biomasse oder vereinfacht: kompostierbaren Materialien zu erzeugen, ist bislang nur unter hohem Energieaufwand möglich. Beispielsweise muss die ursprünglich feuchte Biomasse vor dem Weiterverwerten aufwändig getrocknet werden. Nun setzen Forscher auf den APR-Prozess (Aqueous Phase Reforming – APR): Bei dieser neuen Methode wird die noch feuchte Biomasse mit einem Katalysator in Kontakt gebracht. Die in der Folge ablaufenden chemischen Reaktionen zersetzen das Material und setzen kaum verunreinigten Wasserstoff frei.

Der Vorteil: Das Verfahren verbraucht wenig Energie, da es bei geringen Temperaturen und niedrigem Druck durchgeführt werden kann. Zugleich entfällt die ebenfalls energieintensive Trocknung der Biomasse. Das macht APR besonders effizient. Das Wasser, das Bestandteil der Biomasse ist, wird zu Wasserstoff, ein Effekt, der nur dank der niedrigen Temperaturen möglich ist. Im Vergleich mit fossilen Energieträgern spart der so erzeugte Wasserstoff aber nicht nur wertvolle Energie ein. Der Atmosphäre bleibt auch Treibhausgas erspart, da bei der Verbrennung lediglich Wasserdampf und kein CO2 entsteht.

Die Schlüsselkomponenten des Verfahrens sind die Katalysatoren. Gelingt es den Forschern, sie zu optimieren, erhöht dies die Nachhaltigkeit des gesamten Verfahrens. Die zurzeit verwendeten Katalysatoren enthalten noch teure Edelmetalle wie etwa Platin und Palladium, die auf keramischen Trägern fein verteilt sind. Das „SusFuelCat“-Projekt ist darauf ausgerichtet, den Anteil an teuren Edelmetallen entweder zu senken oder sie durch unedle Metalle zu ersetzen, ohne die Vorteile des APR-Prozesses einzubüßen. Als Träger sollen Materialien aus Kohlenstoff, beispielsweise Nanoröhrchen oder Aktivkohlen, zum Einsatz kommen, die eine höhere Langzeitstabilität versprechen und ein umweltfreundliches Recycling der Metalle erleichtern.

Um die Katalysatoren gezielt zu optimieren, nutzen die Forscher eine Kombination aus verschiedenen Methoden: Auf molekularer Ebene setzen sie Computersimulationen ein. Zugleich können die Katalysatoreigenschaften sehr exakt justiert, sozusagen maßgeschneidert werden. Und neueste Analytik erlaubt dem Forscherteam, während des APR-Prozesses den Erfolg zu kontrollieren, beispielsweise spektroskopisch einen Blick in das Innere des Reaktors zu werfen.

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