Optimierte Herstellung von Wasserstoff: Niedrigere Kosten, größerer Ertrag

Seit über 200 Jahren ist das Prinzip bekannt, wie sich gewöhnliches Wasser in seine Bestandteile aufspalten lässt. Wasserelektrolyse nutzt Stromfluss, sodass sich H2 schlussendlich an der Kathode und O2 an der Anode sammelt.

Beides lässt sich anschließend weiterverwenden. Allerdings wären für bestimmte Bereiche der Industrie wie Luftfahrt oder Stahlherstellung mit Verzicht auf fossile Energieträger ungeheure Mengen an Wasserstoff notwendig.

Die derzeitige Technik setzt für eine effektive Trennung und die Gewinnung in großem Maßstab auf eine Membran, die Hydronium (positiv geladene Wasserstoffteilchen) und Hydroxid (negativ geladene OH-Gruppe) separiert.

Seit den Siebziger Jahren wird so verfahren, um signifikante Mengen H2 zu gewinnen. Das Problem dabei ist die kostspielige Trennschicht, die aus verschiedenen Lagen molekularer Filter besteht.

Um die räumliche Trennung ohne Membran zu bewerkstelligen, wird Brom eingesetzt. Das Element findet sich in Form von Salz im Meerwasser oder auch in Salzlagerstätte.

An dieses lagert sich der abgetrennte Sauerstoff an. Das so entstandene Bromat wird abgepumpt und verfällt bei Zimmertemperatur. Anschließend kann das Brom erneut Sauerstoff aus der Lösung entziehen. Auf der anderen Seite der Apparatur lässt sich reiner Wasserstoff entnehmen.

Aktuell ist nur das technische Prinzip wirklich überzeugend, hat aber das Potential, die Wasserstoffproduktion mit ausreichend verfügbarem grünen Strom kostengünstiger und effektiver zu machen.

Wobei ein paar Probleme bleiben: Die Kathode muss unter anderem mit Chrom geschützt werden, welches in der Umwelt sehr giftige Verbindungen bilden kann.

Außerdem besteht die Kathode aus Platin oder Ruthenium, beides selten und teuer. Und auch Bromat hat nicht die besten Eigenschaft, kann es doch in der Atmosphäre die Ozonschicht zerstören. Das soll ebenfalls nicht wirklich gut sein.

Ein paar Wege sind also noch zu gehen, aber vor allem die grundlegend andere Herangehensweise sorgt für eine gewisse Euphorie. Gelingt es, die giftige und teuren Komponenten zu ersetzen, steht ein Prozess zur Verfügung, der die Kosten für Wasserstoff in den nächsten Jahren dramatisch senken könnte.