Brennstoffzellenfahrzeuge gelten neben Elektrofahrzeugen als die Mobilitätslösung der Zukunft. Eine wesentliche Herausforderung besteht dabei darin, den notwendigen Treibstoff Wasserstoff sicher zu speichern. Bislang erfolgt das in Behältern, in denen das Gas einem Druck von mehreren Hundert Bar ausgesetzt ist. Bioökonomieforscher der Universität Hohenheim haben jetzt ein Material entwickelt, das auch bei Normaldruck große Mengen Wasserstoff speichern kann. Dadurch seien die Speicher wesentlich weniger gefährlich, betont Projektleiterin Andrea Kruse.

Regenerativer Rohstoff als Ausgangsmaterial

Bewusst haben die Forschenden als Ausgangsmaterial den nachwachsenden Rohstoff Bambus gewählt. Mit zwei gängigen chemischen Verfahren haben sie das pflanzliche Material in Aktivkohlepulver verwandelt. Als besonders geeignet erwies sich die hydrothermale Karbonisierung: Sie ermöglicht es, die grünen Blätter der Pflanze mitzuverwerten.

Unabhängig davon, welches Verfahren zum Einsatz kommt, wird die entstehende Aktivkohle anschließend in einem speziellen Prozess mit Kalilauge und Stickstoff auf 600 Grad Celsius erhitzt. Dabei erzeugen die Kaliumionen winzige Löcher in der Aktivkohle, sogenannte Mikroporen. Wird die Kalilauge ausgespült, bleiben unzählige Hohlräume zurück, in die sich nach dem Trocknen der Kohle der Wasserstoff einlagern kann.

Bislang extreme Kälte erforderlich

„Mit den neuen Speichern können wir die dreifache Gasmenge des Filtergewichts speichern“, erläutert Kruse. Ein Kilogramm der Aktivkohle könnte bis zu 32 Gramm Wasserstoff fassen, kalkuliert das Team im Fachjournal „Biomass Conversion and Biorefinery“. Ein heutiger Brennstoffzellen-Pkw könnte demnach mit einem 100 Kilogramm schweren Aktivkohlespeicher etwa 400 Kilometer weit fahren.

Die größte Hürde für den Praxiseinsatz liegt aber noch in den Speicherbedingungen: Sie müssen derzeit minus 196 Grad Celsius betragen. „Die tiefe Temperatur schränkt die Anwendungsbreite zwar ein, aber die Ergebnisse machen uns sehr optimistisch in Hinblick auf neue Materialien für die Wasserstoff-Wirtschaft“, gibt sich Kruse optimistisch – vielleicht ja zunächst für stationäre Zwecke. „Wir hoffen, dass wir zusammen mit unserem Industriepartner HTCycle in wenigen Jahren ein wirtschaftliches Verfahren daraus entwickeln können.“

bl