Revolutionär - Ameisensäure erzeugt Wasserstoff für Brennstoffzellen bei Raumtemperatur

Rostock – Den Forschern Prof. Matthias Beller, Björn Loges, Albert Boddien und Henrik Junge vom Leibniz-Institut für Katalyse in Rostock ist es erstmalig gelungen, Wasserstoff kontrolliert aus Ameisensäure bei Raumtemperatur zu erzeugen. Damit entfällt der bei anderen Wasserstoff generierenden Systemen notwendige Hochtemperatur-Reformierungsprozess. Wie die Wissenschaftler in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, kann dieser bei Raumtemperatur zuvor gewonnene Wasserstoff anschließend in der Brennstoffzelle eingesetzt werden. Die Rostocker Forscher weisen auf einen zusätzlichen Vorteil hin: das Ausbleiben von Kohlenmonoxid, das nicht nur giftig für den Menschen ist, sondern auch schädlich für die Brennstoffzelle.
Bisheriger Nachteil: hohe Umsetzungs-Temperaturen
Gängiges Betriebskonzept ist ein Wasserstofferzeuger, der die Brennstoffzelle direkt und genau dann mit Wasserstoff versorgt, wenn er gebraucht wird. Neben Methan und Methanol zählen vor allem nachwachsende Rohstoffe, wie Biomasse und deren Fermentationsprodukte (z.B. Bioethanol), zu den aussichtsreichsten Ausgangsmaterialien für die Technologie. Gravierender Nachteil: die Umsetzungen laufen erst bei Temperaturen oberhalb 200 °C und fressen damit selbst einen Teil der erzeugten Energie.
Vorteil: Wasserstoff-Produktion bei Raumtemperatur
Die Rostocker Forscher haben nun einen praktikablen Lösungsansatz entwickelt. Sie erzeugen Wasserstoff aus Ameisensäure (HCO2H). In Anwesenheit eines Amins (z.B. N,N-Dimethylhexylamin) und mit Hilfe eines geeigneten Katalysators, beispielsweise dem kommerziell erhältlichen Ruthenium-Phosphin-Komplex [RuCl2(PPh3)2], wird die Ameisensäure bereits bei Raumtemperatur selektiv zu Kohlendioxid (CO2) und Wasserstoff umgesetzt. Ein einfacher Aktivkohlefilter reicht, um das Wasserstoffgas brennstoffzellengerecht zu reinigen. Mit Hilfe der Ameisensäure als "Wasserstoffspeicher" lassen sich die Vorteile der etablierten Wasserstoff/Sauerstoff-Brennstoffzellentechnologie mit denen von flüssigen Brennstoffen vereinen, so die Forscher. Ameisensäure ist ungiftig und einfach zu speichern. Da sich Ameisensäure katalytisch aus CO2 und aus Biomasse gewonnenem Wasserstoff erzeugen lässt, ist dieser Zyklus im Prinzip CO2-neutral.
Ameisensäure-Technologie mit weitreichenden Perspektiven
Statt Benzin zukünftig Ameisensäure verwenden? Nicht auszuschließen, aber zunächst einmal wahrscheinlicher sind Anwendungen, die geringere Energiemengen benötigen. "Für den Einsatz von Brennstoffzellen in tragbaren elektrischen Geräten," so Beller, "könnte die gerade am Anfang stehende Ameisensäure-Technologie bereits in Kürze interessante neue Perspektiven eröffnen."
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Quelle: iwr/07.05.2008/