Schwimmende Plattform produziert Solar-Wasserstoff (Grafik: Daniel Esposito)

New York (pte020/19.12.2017/12:30) –

Bald soll Wasserstoff mithilfe von Solarstrom auf Plattformen im Meer
erzeugt werden. Das ist der Plan von Daniel Esposito, der an der
Columbia University http://engineering.columbia.edu lehrt. Er hat dazu einen Elektrolyseur entwickelt, der durch seine
Einfachheit besticht. Während die Gase Sauer- und Wasserstoff in
bisherigen Geräten über Membranen getrennt werden müssen, hat Esposito
einen anderen Weg gefunden, den Wasserstoff in reiner Form zu gewinnen.

Kostengünstig und haltbar

Der Chemieingenieur und sein Team nutzen eine andere
Anordnung der Elektroden, an denen sich die beiden Gase bilden. Sie
haben einen Abstand von gerade einmal zwei Millimetern. Esposito nutzt
den Auftrieb der Gasblasen, die praktisch selbstständig in den
Auffangbehälter hineinblubbern. Mit dieser Anordnung erreicht er eine
Reinheit von 99 Prozent. "Der einfache Aufbau unseres Elektrolyseurs
ohne Membran und Pumpe prädestiniert ihn für die Spaltung von
Meerwasser", sagt Esposito.

Aber auch in Sachen Kosten und Haltbarkeit punktet das
System gegenüber konventionellen Geräten. "Wir glauben, dass unser
Prototyp den Weg zu großen schwimmenden Anlagen ebnen könnte, die
Solar-Wasserstoff erzeugen", so der Forscher. Der entscheidende Vorteil
sei, dass dazu kein Land verloren gehe. Der Verzicht auf Membranen habe
große Vorteile. Sie seien die anfälligsten Bauteile herkömmlicher
Elektrolyseure. Ungereinigtes Meerwasser würde sie in kürzester Zeit
verstopfen, weil es Partikel und Bakterien enthält.

Asymmetrische Elektroden

Die direkte Trennung gelingt Esposito und seinem Team
mit einem Trick. Während die Elektroden, also die Kontakte, durch die
Gleichstrom ins Wasser geleitet wird, normalerweise komplett mit einem
Katalysator beschichtet sind, wurde eine Asymmetrie gewählt. Die
Elektroden haben nur an den Außenseiten Katalysatoren, sodass die
entstehenden Gase sich nicht vermischen können, sondern in getrennten
Blasensäulen an die Wasseroberfläche kommen. Einziger Nachteil: Die
Elektroden benötigen teures Platin zur Katalyse.

Wasserstoff gilt als idealer Energieträger, weil bei
seiner Verbrennung oder bei der Nutzung in Brennstoffzellen zur
Erzeugung von Strom und Wärme nur Wasser entsteht. Voraussetzung ist
allerdings, dass das Gas mit regenerativer Energie erzeugt wird, also
komplett schadstofffrei.