Ameisensäure als Wasserstoffspeicher

Rostocker Forscher haben zusammen mit Wissenschaftlern aus Lausanne (Schweiz) eine sogenannte Wasserstoff-Ameisensäure-Batterie entwickelt. "Sie funktioniert vergleichbar wie eine normale Batterie, bei der statt Elektronen Wasserstoff gespeichert wird", sagt der Chef des Rostocker Leibniz-Instituts für Katalyse, Matthias Beller. Erstmals sei es gelungen, den Vorgang von Wasserstoffspeicherung und -verwendung wiederholbar in einem geschlossenen System darzustellen. Noch gebe es die Reaktion nur im Labormaßstab. Ziel sei es, in den kommenden Jahren die Energieeffizienz von derzeit rund 50 Prozent zu erhöhen, um so den Platzbedarf zu senken und den industriellen Einsatz zu ermöglichen. Einsatzorte der Batterie lägen dort, wo Energie dezentral benötigt wird, beispielsweise in Kraftfahrzeugen. Die Forscher in Lausanne seien beim Einsatz des Systems in einem Boot schon weit fortgeschritten.

"Der Ansatz der Rostocker Kollegen ist eine sehr vernünftige Sache", sagt der Chemiker Jens Burfeind vom Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik in Oberhausen (NRW). Der große Vorteil der Wasserstoff-Ameisensäure-Batterie sei, dass es sich bei der Ameisensäure um eine lagerfähige Flüssigkeit handele. Zudem könne fast bei Raumtemperatur gearbeitet werden. Nach Burfeinds Worten sind die Rostocker Chemiker mit ihrer Entwicklung an der Weltspitze. Beller betont allerdings, dass weltweit an verschiedenen Konzepten der Wasserstoffspeicherung geforscht werde. "Allen gemeinsam ist, dass auf regenerativem Weg erzeugte elektrische Energie in einfacher zu speichernde chemische Energie umgewandelt wird", sagt er. Welche Techniken sich am Ende durchsetzen werden, sei noch nicht absehbar.

Wie Beller erklärt, wird in dem Rostocker System regenerativ, beispielsweise in Windkraft- oder Solarkraftwerken erzeugter Wasserstoff in einen kleinen Reaktor geleitet. Dieser enthält ein Gemisch aus Kohlendioxid, einem Katalysator und einem organischen Lösungsmittel (Dimethylformamid). Dort entsteht unter erhöhtem Druck Ameisensäure. Diese kann gut gespeichert werden, weil sie anders als Wasserstoff flüssig ist und weniger Raum beansprucht. Bei Energiebedarf wird der Druck in dem System gesenkt und die Ameisensäure zerfällt wieder in Wasserstoff und Kohlendioxid. Der ausgeleitete Wasserstoff werde dann in Brennstoffzellen in elektrische Energie umgewandelt, erklärt Beller. Weil das Kohlendioxid bereits zur Erzeugung der Ameisensäure benötigt wird, ist das Gesamtsystem im Prinzip CO2-neutral, sofern die benötigte Energie regenerativ erzeugt wird. "Wir konnten zeigen, dass der Vorgang mehrmals wiederholt werden kann." Derzeit liege die Energieeffizienz noch bei rund 50 Prozent. Die Verbesserung des Systems sei beispielsweise möglich, wenn statt Ameisensäure Methanol verwendet werde, da Methanol die wasserstoffreichere Verbindung sei.

Ob die Wasserstoff-Ameisensäure-Batterie tatsächlich für Fahrzeuganwendungen taugt, ist derzeit noch nicht klar erkennbar. Die Energiedichte von 1,8 kWh pro Liter bleibt weit hinter dem Energieträger Diesel (9,8 kWh) zurück. In früheren Äußerungen nannte Matthias Beller auch Geräte wie Mobiltelefone als geeignete Anwendungen. Die im Prinzip ungiftige Ameisensäure könnten dafür zum Beispiel in kleinen Kartuschen angeboten werden. Zudem wäre die Technik für stationäre Anwendungen geeignet, zum Beispiel für die Pufferung bei der Erzeugung regenerativer Energien. (Mit Material der dpa) (ggo)