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Neue Katalysatoren

Strom speichern mit Hilfe von Wasserstoff

Windparkanlagen und Solarparks produzieren unter passenden Wetterbedingungen mehr Strom als aktuell benötigt wird. Französische Forscher finden nun eine Möglichkeit, wie der überschüssige Strom günstig gespeichert und bei Bedarf genutzt werden kann.

Grenoble (Frankreich). Eine Möglichkeit Strom effizient zu speichern liegt im Wasserstoff. Bisher wurde für die Elektrolyse, welche Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff spaltet, auf Platin-Elektroden zurückgegriffen. Elektroden aus Platin sind sehr Effizient und zudem sehr haltbar, allerdings auch sehr teuer. Französische Forscher der Université de Grenoble haben nun eine günstige Elektrode mit vergleichbarer Haltbarkeit aus speziellen Kobaltkomplexen und Kohlenstoff-Nanoröhrchen entwickelt, welche die teuren Platin-Elektroden ablösen könnte. Über die Entwicklung und erste Versuche mit den neuen Elektroden berichten die Forscher im Fachmagazin Nature Chemistry.

Vincent Artero und seine Kollegen von der Universität Grenoble in Frankreich berichten, dass die Kobaltkomplexe mit zu den effizientesten molekularen Katalysatoren für die Wasserstofferzeugung gehören und echtes Potenzial haben die aktuellen Elektroden dauerhaft zu ersetzen. Jedoch gab es schnell erste Probleme bei den Forschungsarbeiten. So war es beispielsweise sehr schwierig die kobalthaltigen Moleküle langfristig als Kathode in Elektrolysezellen zu nutzen. Ein mehrstufiges System mit sich wiederholenden chemischen Prozessen, an welche die aktiven Kobaltkomplexe an den Nanoröhrchen aus Kohlenstoff andocken konnten, waren die Lösung.

Die neuen Laborversuche zeigten, dass die neue Kathode Wasser sehr effizient in Sauerstoff und Wasserstoff zerlegen konnte. Dabei reichten schon geringe elektrische Spannungen von unter einem Volt, um pro Kobaltkomplex bis zu 8.000 Wassermoleküle elektrolytisch zu spalten. Selbst nach sieben Stunden Dauereinsatz der Kathode und rund 55.000 Reaktionszyklen zeigte das Material noch keine Abnutzungserscheinungen.

Die neue leistungsstarke und robuste Kathode könnte das unwirtschaftliche Platin, welches mit einem Wirkungsgrad von ca. 70 Prozent arbeitet, aus Elektrolyseanlagen ersetzen und so die Stromspeicherung mit Wasserstoff erheblich günstiger machen. Jedoch muss noch ein Weg gefunden werden, wie sich die neuen leistungsstarken Kathoden in großen Mengen produzieren lassen. Findet sich auch für dieses Problem eine Lösung, so könnte zukünftiger überschüssiger Strom aus Wind- Wasser- und Solarkraft kostengünstig in Form von Wasserstoff gespeichert werden.

 

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