Wasserstoff aus Biomasse

Ein kleines Unternehmen aus Madison im US-Bundesstaat Washington hat eine neue Methode entwickelt, Wasserstoff preiswert und umweltschonend aus Biomasse herzustellen.

Die Firma namens Virent Energy Systems will die Technik in den nächsten Wochen erstmals zum Betrieb eines kleinen 10-Kilowatt-Generators einsetzen, der so konstant mit Energie versorgt werden soll. Der Biomasse-Ausgangsstoff sei schlichter Maissirup, wie er normalerweise in Softdrinks verwendet wird, erläutert Virent-Chef Eric Apfelbach.

Sein Unternehmen soll außerdem bald an einem eine Million Dollar schweren Projekt der US-Marine beteiligt werden, bei dem ein tragbarer Brennstoffzellen-Generator entstehen soll. Das Ziel: Ein in sich abgeschlossenes Gerät, das seinen eigenen Wasserstoff produziert – aus einer aus Biomasse hergestellten Glyzerin-Lösung. Möglicherweise läuft der neue Generator gar mit einfachem Frostschutzmittel.

Wasserstoff wird heute vor allem mit Hilfe fossiler Brennstoffe hergestellt - Erdgas, aber auch Kohle und Öl. Der dabei zum Einsatz kommende Prozess nennt sich Dampfumformung. Eine Mischung aus Dampf und Methan wird dabei auf Temperaturen von über 800 Grad Celsius erhitzt und reagiert dabei mit einem Katalysator. Das Ergebnis ist Wasserstoff und Kohlenmonoxid.

Obwohl es möglich ist, mit Hilfe einer ähnlichen Technik Wasserstoff aus dem Biomasse-Produkt Ethanol herzustellen, hat diese Methode doch ihre Nachteile, wie Robbie Burch, Chef der Fakultät für Chemie und Chemieingenieurwesen an der Queen's University in Belfast, erklärt. Die hohe Temperatur und der Einsatz von unter hohem Druck stehendem Dampf macht die Umwandlung nur im industriellen Maßstab interessant.

Der Virent-Prozess, die so genannte wässrige Phasenumformung, kurz APR, vermeidet all diese Probleme. Zum Einsatz kommt eine relativ niedrige Temperatur, statt auf Dampf setzt man auf Flüssigkeiten.

Dave King von Pacific Northwest National Laboratory im US-Bundesstaat Washington hält die Virent-Methode bereits für einen großen Fortschritt. Der Energieverbrauch sei geringer, weil man nicht mehr mit Dampf arbeiten müsse. Außerdem sei die Energiedichte von Flüssigkeiten bei selber Masse höher.

Die zum Einsatz kommenden aktiven Katalysatoren können laut Virent-Chef Apfelbaum zudem bis zu 15 Mal mehr Wasserstoff pro Gramm umwandeln, als bei der Dampfumformung. Das Ausgangsmaterial lässt sich so zu 90 Prozent im ersten Durchgang umwandeln, der Rest wird recycelt. Virent glaubt, Wasserstoff so für zwei bis drei Dollar pro Kilogramm herstellen zu können - durchaus wettbewerbsfähig im Vergleich zur Gewinnung aus Erdgas.

Die US-Marine interessiert sich vor allem dafür, mit der Technik Batterien von Militärausrüstung aufladen zu können - etwa von Nachtsichtgeräten, Kommunikationstechnik oder Geräten zu Positionsbestimmung.

Der angedachte Brennstoffzellen-Energielieferant soll nicht größer als 0,05 Kubikmeter sein und deutlich leiser als ein herkömmlicher Generator, so Apfelbach. Sollte bei der technischen Umsetzung alles glatt gehen, würde ein solcher Brennstoffzellen-Generator bis zu einem Kilowatt Energie liefern. Das reicht für 20 Laptops. Liefe das Gerät mit Frostschutzmittel, wäre das noch ein zusätzliches Goodie: Eine Supply Chain dafür hat die US-Marine bereits.

Übersetzung: Ben Schwan. (nbo)