{"id":80725,"date":"2020-10-30T07:35:07","date_gmt":"2020-10-30T06:35:07","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=80725"},"modified":"2021-09-09T21:14:49","modified_gmt":"2021-09-09T19:14:49","slug":"durchbruch-bei-der-wasserstoff-rueckumwandlung-aus-methanol-fuer-brennstoffzellen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/durchbruch-bei-der-wasserstoff-rueckumwandlung-aus-methanol-fuer-brennstoffzellen\/","title":{"rendered":"Durchbruch bei der Wasserstoff-R\u00fcckumwandlung aus Methanol f\u00fcr Brennstoffzellen"},"content":{"rendered":"

Forschende am Leibniz-Institut f\u00fcr Katalyse (Likat) in Rostock haben ein neues Verfahren entwickelt,<\/a> um die in Methanol zwischengespeicherte Energie wieder in Wasserstoff zur\u00fcck zu wandeln. Eine Testanlage konnte die Funktionst\u00fcchtigkeit des Konzepts bereits best\u00e4tigen.<\/p>\n

Die Speicherung von Strom aus erneuerbaren Energien in Wasserstoff mittels Elektrolyse und die anschlie\u00dfende Speicherung in Methanol ist nur ein Teil der Wandlungs- und Nutzungskette. Die bedarfsgerechte R\u00fcckumwandlung von Methanol in Wasserstoff und Einsatz in Brennstoffzellen zur Stromerzeugung stellte bisher ein Problem dar, doch Forschende aus Rostock haben im Projekt Metha-Cycle eine praktikable L\u00f6sung gefunden.<\/p>\n

Das bisherige Problem: Hoher Druck f\u00fcr die Umwandlung von Methanol in Wasserstoff<\/p>\n

Windkraftanlagen (bzw. andere regenerative Erzeugungsanlagen) produzieren Elektroenergie. Mit diesem Strom wird aus Wasser elektrolytisch Wasserstoff erzeugt, der wiederum mit Kohlendioxid in Methanol umgewandelt werden kann. Methanol ist der einfachste Vertreter in der Gruppe der Alkohole und fungiert als praktikabler Speicher f\u00fcr den Wasserstoff. Dr. Junge, Themenleiter am Likat: \u201eMethanol l\u00e4sst sich im Unterschied zu Wasserstoff gut handhaben und auch \u00fcber weite Strecken transportieren.\u201c Bei Bedarf wird Methanol in Wasserstoff r\u00fcckverwandelt und direkt im Anschluss in einer Brennstoffzelle zur Stromerzeugung genutzt.<\/p>\n

Das Problem bisher: \u00dcblicherweise braucht es hohen Druck und Temperaturen von mehreren hundert Grad Celsius, um aus dem Methanol wieder Wasserstoff zu gewinnen. Das machte eine allgemeine Anwendung bisher wenig attraktiv, zumal der Wasserstoff in einen gewissen Reinheitsgrad aufweisen muss. Doch genau das soll sich mit dem neuen Verfahren \u00e4ndern.<\/p>\n

Die L\u00f6sung: Kaskaden-Verfahren erm\u00f6glicht R\u00fcckumwandlung von Methanol in Wasserstoff unter \u201emilden\u201c Bedingungen<\/p>\n

Im Jahr 2013 beschrieben Likat-Forschende im Magazin Nature, wie sie mithilfe eines Ruthenium-Katalysators bei milden Bedingungen unter hundert Grad Celsius aus einer w\u00e4ssrigen Methanoll\u00f6sung Wasserstoff und Kohlendioxid erzeugen konnten. Diese Reaktion galt es nun zu optimieren. Zun\u00e4chst wurde untersucht, wie der Ruthenium-Katalysator in der Methanoll\u00f6sung arbeitet, um den Wasserstoff wieder freizusetzen.<\/p>\n

Im Ergebnis wurde nach den ersten beiden Schritten neben Wasserstoff ein weiteres Zwischenprodukt gefunden. Dieses Intermediat, Formaldehyd, kann im Beisein des Katalysators im zweiten Schritt durch Oxidation weiterverarbeitet werden. Im zweiten Schritt des Kaskadenverfahrens entsteht dann Ameisens\u00e4ure (Methans\u00e4ure). Hilfreich war an dieser Stelle, dass es den Rostockern schon vor 20 Jahren gelungen war, aus Ameisens\u00e4ure bei Raumtemperatur dann wieder Wasserstoff zu gewinnen.<\/p>\n

Um allerdings die dritte Kaskade auf Trab zu bringen und die Brennstoffzelle kontinuierlich mit Wasserstoff zu versorgen, entschieden sich die Forscher letztlich f\u00fcr ein bi-katalytisches System: sie gaben ihrem Ruthenium-Katalysator als Helfer einen zweiten Katalysator an die Seite.<\/p>\n

Der erfolgreiche Praxistest in Erlangen<\/p>\n

In Erlangen an der Friedrich-Alexander-Universit\u00e4t (FAU) wurde der Bi-Katalysator f\u00fcr einen kontinuierlichen Prozess in der Testanlage fit gemacht, mit der das Forschungskonsortium von Metha-Cycle die Funktionst\u00fcchtigkeit des Konzepts letztlich unter Beweis stellte. Dazu impr\u00e4gnierten sie einen festen hochpor\u00f6sen Tr\u00e4ger mit dem katalytisch aktiven Komplex aus Rostock. \u00dcber diesem Tr\u00e4ger flie\u00dfen kontinuierlich Methanol- und Wasserdampf.<\/p>\n

Ebenso kontinuierlich wird der entstandene Wasserstoff abgeleitet, um in der angeschlossenen Brennstoffzelle sofort verstromt zu werden. Die Testanlage der Friedrich-Alexander-Universit\u00e4t (FAU) Erlangen-N\u00fcrnberg hat im Fr\u00fchjahr 2020 mit knapp 500 Stunden Laufzeit die Funktionst\u00fcchtigkeit des Konzepts demonstriert. Die Brennstoffzelle, entwickelt vom Zentrum f\u00fcr Brennstoffzellentechnik (ZBT) Duisburg, produzierte kontinuierlich Strom mit einer Leistung bis zu 39 Watt.<\/p>\n

Das Projekt Metha-Cycle wird vom Bundeswirtschaftsministerium (BMWi) mit 1,8 Millionen Euro gef\u00f6rdert.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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