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Wasserstoff lagert in Flugbenzin: Weg zu nachhaltige Luftfahrt aufgezeigt

Wasserstoff ist vielseitig einsetzbar, aber höchst flüchtig und mit Sauerstoff gemischt explosiv. (Bildquelle: pixabay/akitada31)
Wasserstoff ist vielseitig einsetzbar, aber höchst flüchtig und mit Sauerstoff gemischt explosiv. (Bildquelle: pixabay/akitada31)
Nicht die Herstellung, sondern die Lagerung von H2 in großen Stile ist energieintensiv. Ein Bio-Flugzeugtreibstoff kann es flüssig speichern, ohne Druck und extreme Abkühlung.

Wasserstoff durch die Aufspaltung von Wasser zu erhalten, gelingt mit minimalen Verlusten. Auch die anschließende Umwandlung des Wasserstoffs in Strom via Brennstoffzelle ist ein höchst effizienter Prozess.

So genügt üblicherweise schon 1 Kilogramm Wasserstoff, um mit dem zugehörigen Auto 100 Kilometer weit zu fahren. Das Problem: 1 Kilogramm Wasserstoff in gasförmigem, normal temperierten Zustand hätte ein Volumen von 10 Kubikmetern. Ein höchst unpraktischer Umstand.

Ihn zu kühlen und zu komprimieren, stellt den praktikabelsten Weg für eine Lagerung dar. Aber genau hierfür muss sehr viel Energie aufgewendet werden, typischerweise mindestens halb so viel, wie H2 schlussendlich abgeben kann. Ganz zu schweigen vom Material- und Technikaufwand.

Chemisch gebunden und flüssig

In nachhaltig hergestelltem Treibstoff aus Lignin, einem wichtigen Pflanzenbestandteil, der jedoch üblicherweise nur ein Restprodukt der Papierherstellung ist, kann Wasserstoff gelagert werden. Das geschieht durch Hydrierung, die Einlagerung von H2 an vorhandene Aromate und Alkene.

Dadurch ändert sich zwar die chemische Struktur des Bio-Treibstoffs, aber er bleibt flüssig und kann somit eine große Menge Wasserstoff auf kleinstem Raum speichern. Nach der Katalyse mit Platin wird er wieder freigesetzt. Insbesondere der energetische Aufwand für eine Lagerung auf begrenztem Raum und beim normalen Temperaturen wird dadurch erheblich reduziert.

Weil die Forschenden noch einen zweiten Effekt beobachten konnten, erhoffen sie sich, auch durch weitere Optimierungen, Synergieeffekte für die Wasserstoff- und Bio-Kraftstoff-Produktion. Die Hydrierung des Lignin-basierten Flugzeugtreibstoffs verringert den Anteil von aromatischen Kohlenwasserstoffen erheblich.

Das steigert die Effizienz, erhöht die Leistung des damit betriebenen Motors und sorgt für ein sauberes Verbrennen. Allerdings bietet Wasserstoff noch den großen Vorteil, dass bei seiner Umsetzung kein CO2 freigesetzt wird. Stattdessen könnte der Stoff für seine Lagerung CO2 binden. Vielleicht wird also zukünftig das Flugbenzin gar nicht mehr verbrannt, sondern nur der Wasserstoff daraus entnommen. Man darf gespannt sein.

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Autor: Mario Petzold, 29.01.2025 (Update: 29.01.2025)