Transport von Wasserstoff wird einfacher
Japanischen Forschern gelingt es, den zukunftsträchtigen Energieträger als Ammoniak sicher in einem Perowskit-Kristall zu speichern.
Foto: Riken
Forschende vom Riken Center for Emergent Matter Science (CEMS), einer der ältesten Forschungsorganisationen Japans, haben ein neues Verfahren entwickelt, mit dem sich Wasserstoff leichter transportieren lässt. Sie setzen dabei auf eine Verbindung aus dem Flüssigsalz Ethylammoniumnitrat, Blei und Jod. Daraus stellen sie einen Feststoff her, dessen Kristallstruktur der von Perowskiten gleicht, also von Werkstoffen, die aus der Photovoltaik bekannt sind. Das auf diese Weise geformte Perowskit-Ethylammonium-Bleiiodid nimmt große Mengen an Ammoniak auf und hält sie eisern fest – bei normaler Zimmertemperatur.
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Ziel: Dekarbonisierte Gesellschaft
Am Ziel angekommen, wird der Kristall auf 50 °C erwärmt, sodass gasförmiges Ammoniak entweicht und in einem Reaktor in Wasser- und Stickstoff zerlegt werden kann. Der Kristall kann anschließend erneut für den Ammoniaktransport genutzt werden. „Langfristig“, so Studienautor Yoshihiro Ito, „hoffen wir, dass diese einfache und effiziente Methode ein Teil der Lösung sein kann, um eine dekarbonisierte Gesellschaft durch die Verwendung von Ammoniak als Wasserstoffträger zu erreichen.“ Einziger Nachteil der Methode: Der Kristall enthält giftiges Blei.
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Ammoniak ist ein ausgezeichneter Wasserstoffträger, weil das Molekül gleich drei Wasserstoffatome enthält und die „Verschmutzung“ durch Stickstoff daher gering ist.
In den meisten Industrieländern lässt sich nicht genügend grüner Strom erzeugen, um neben der Energieversorgung auch noch Wasserstoff herzustellen. Das soll bevorzugt in sonnen- und windreichen Regionen geschehen, etwa in Australien, Chile, Namibia und Kasachstan, vier Ländern, in denen die deutsche Industrie bereits einschlägig tätig ist.
Bisheriger Transport war teuer und energieintensiv
Eine Energiewende ohne Wasserstoff ist unmöglich – erst recht, wenn er importiert werden muss. Für den Transport wird er in Ammoniak umgewandelt, das zwar korrosiv und ätzend ist, aber bei -33 °C in flüssiger Form befördert werden kann. Zum Vergleich: Reiner Wasserstoff muss mit hohem Energieaufwand bis nahe an den absoluten Nullpunkt (-273 °C) heruntergekühlt werden.
Am Ziel wird dem flüssigen Ammoniak der Wasserstoff wieder entrissen. Das galt bisher als eine der wirtschaftlichsten Methoden, um Wasserstoff zu transportieren. „Unsere ist besser und billiger“, erklären die japanischen Wissenschaftler.
