Ob Windkraft, Photovoltaik oder Biogasanlagen: Die Gewinnung von Strom und Wärme aus erneuerbaren Energien nimmt allmählich Fahrt auf. Das Problem: Windenergie und Photovoltaik sind vom Wetter abhängig. Auch pflanzliche Biomasse wie Stroh oder Holzschnitzel stehen saisonal und regional unterschiedlich zur Verfügung. Ein Hauptanliegen ist es daher, überschüssig erzeugte Energie zu speichern. Wasserstoff gilt hier als ein vielversprechendes Speichermedium.

Chemiker des Leibniz-Instituts für Katalyse (LIKAT) in Rostock und der X’ian Jiatong Universität in China ist bei der Speicherung von Energie aus Biomasse mittels Wasserstoff nun ein Durchbruch gelungen. Wie das Team um Henrik Junge im Fachjournal „Nature Catalysis“ berichtet, konnten sie eine katalytische Reaktion für die Gewinnung von Wasserstoff aus Stroh, Holzschnitzen und anderen pflanzlichen Abfällen erzeugen.

Wasserstoffgewinnung in Eintopf-Reaktion

Das Besondere: Bei der neuartigen Wasserstoffgewinnung laufen zwei unterschiedliche katalytische Verfahren in einem Reaktionsgefäß ab. Diese Methode wird deshalb als „One-pot“ oder „Eintopf-Reaktion“ bezeichnet. Alle Zutaten wie Stroh, Lösungsmittel und Katalysatoren werden hier wie bei einem Eintopf in ein Gefäß gebracht.

Wasserstoff aus Ameisensäure hergestellt

Mit einem Trick gelang es ihnen, daraus Wasserstoff herzustellen. Im Mittelpunkt stand dabei die Herstellung von Ameisensäure, die sich effektiv unter Raumtemperatur zu Wasserstoff umwandeln lässt. Daher wurde zunächst Biomasse wie Stroh chemisch aufgespalten, um daraus Ameisensäure zu gewinnen. Im nächsten Schritt kann daraus Wasserstoff hergestellt werden.

Option für dezentrale Energiespeicherung

So gelang es schließlich Energie aus Biomasse zu gewinnen und gleichzeitig Wasserstoff zur Speicherung der Energie herzustellen. Die Herausforderung bestand darin, zwei unterschiedliche Verfahren mit zwei verschiedenen Katalysatoren so zu koppeln, dass sie sich nicht gegenseitig stören. Die Forscher sind überzeugt, dass die Kopplung dieser beiden Prozesse eine attraktive Variante für eine dezentrale Anwendung in der Landwirtschaft bietet, um zukünftig überschüssige Energie aus Biomasse in Wasserstoff zu speichern wie es etwa bei der Speicherung von Windenergie mittels Elektrolyse bereits geschieht.

bb