Der Energieträger Wasserstoff, gewonnen mittels Strom aus erneuerbaren Quellen, könnte als Eckpfeiler einer neuen CO2-neutralen Energieversorgung dienen. „Der heutige Stand der Technik erfordert für diese Art der Elektrolyse allerdings Wasser in Trinkwasserqualität – ein global immer teureres Gut“, heißt es in einer Mitteilung der TU Berlin. Peter Strasser, Leiter des Fachgebiets Technische Chemie, hat gemeinsam mit Kollegen eine Studie über die Möglichkeiten der Elektrolyse von Salzwasser in der Fachzeitschrift „Nature Energy“ veröffentlicht.
Gerade aride Gegenden, die potenziell über ausreichend Solarenergie verfügten, lägen oft in der Nähe von Ozeanen, „leiden aber in der Regel unter einem eklatanten Mangel an Frischwasser“, so die Wissenschaftler. „Die Aufreinigung von Salzwasser wiederum ist ein kosten- und CO2-intensiver Prozess, womit das Verfahren unwirtschaftlich und vor allem auch nicht mehr klimaneutral ist.“ Forscher arbeiteten weltweit daran, eine Technologie zu entwickeln, die in der Lage sei, „Salzwasser unmittelbar in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten, ohne einen vorherigen Entsalzungsschritt“, erklärt Peter Strasser. Der so gewonnene Energieträger könne anschließend „direkt in Form von Flüssigwasserstoff, aber auch nach weiterer lokaler Umwandlung in synthetisches Flüssigmethan oder synthetisches Benzin auf Schiffen oder in Rohrleitungen in die ganze Welt transportiert werden und damit die Umstellung auf eine wasserstoffbasierte Energieinfrastruktur erleichtern“.
Die Forschung sollte sich zum einen auf die Verwendung von neuartigen Katalysatormaterialien, aber auch geeigneter Membrane konzentrieren. Die üblicherweise in der Elektrolyse verwendeten Membrane seien „häufig nicht in der Lage, die Salzverunreinigungen des Wassers zu blockieren“. Ein „potenziell interessanter Ansatz“ sei dabei unter anderem die Verwendung von Membranen, die denen in bestimmten Pflanzen wie Mangrovenwurzeln nachempfunden seien. Diese Pflanzenmembrane könnten Meerwasser filtern. „Bei einem Einsatz ähnlicher Membrane in der technischen Elektrolyse könnte die Salzkonzentration auf der Oberfläche der katalytischen Elektroden verringert und Membranverschmutzungen reduziert werden.“
Deep Link:
https://www.pressestelle.tu-berlin.de/menue/tub_medien/publikationen/medieninformationen/2020/mai_2020/medieninformation_nr_782020/
https://www.nature.com/articles/s41560-020-0550-8
Foto:
Mangroven können Salzwasser filtern – Wissenschaftler wollen erforschen, ob sich derartige Pflanzenmembrane eignen, um Salzwasser statt Trinkwasser für die Elektrolyse zu verwenden / (c) Unesco
