Durchbruch bei der Wasserstofferzeugung für den Verkehr der Zukunft?

Daniel Reissmann 9. April 2015 0


Neben der Elektromobilität gelten auch Wasserstofffahrzeuge als sehr vielversprechend für die zukünftige Mobilität. Einige Skeptiker der E-Mobilität gehen sogar davon aus, dass wasserstoffbetriebene Fahrzeuge den Stromern schon alsbald den Rang ablaufen werden. Genutzt wird der Wasserstoff vorrangig bei Fahrzeugen, die durch Brennstoffzellen betrieben werden. So stellte Toyota Mitte 2014 das erste entsprechende Modell vor, was in der Öffentlichkeit auf hohes Interesse stieß. Doch die Zukunftstechnologie hat auch ihre Nachteile. Wasserstofffahrzeuge sind aktuell rund zehnmal teurer als vergleichbare E-Autos, was die Autohersteller allerdings künftig ändern wollen. Ein anderer Durchbruch scheint nun allerdings gelungen zu sein, denn laut dem Fachblatt “Proceedings of the National Academy of Sciences“ ist es US-amerikanischen Wissenschaftlern gelungen den Prozess der Wasserstofferzeugung aus Biomasse stark zu verbessern.

© Petair - Fotolia.com

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Wasserstoff aus Ernteabfällen

Die neue Technologie basiert auf der Gewinnung von Wasserstoff aus Kohlehydraten. Sogenannter Biowasserstoff ist umstritten, da er, wie andere Biokraftstoffe, in Nahrungsmittelkonkurrenz steht und zudem bisher nur sehr aufwändig zu gewinnen war. Forschern um den Biologen Percival Zhang von der Virginia Polytechnic Institute and State University in Blacksburg ist es nun gelungen, die Wasserstoffausbeute aus pflanzlichen Kohlenhydraten zu verdreifachen. Im genannten Fachjournal schreiben die Wissenschaftler, dass ihr Verfahren, welches elf unterschiedliche Enzyme als Biokatalysatoren nutzt, ähnlich effizient wie die industrielle Wasserstofferzeugung sei. Ausgangsmaterial des Verfahrens sind vor allem Ernteabfälle, insbesondere Stängel und Blätter von Maispflanzen. In einem chemisch-biologischen Verfahren werden die langen Kohlenhydratketten aufgespalten. Als Resultat entsteht sogenannter Einfachzucker.

Verfahren wird noch weiter optimiert

Der Einfachzucker wird anschließend mit einer Phosphatgruppe verbunden, die zu mehreren Enzymreaktionen führt welche den Wasserstoff schließlich freisetzen. Die übrigen Zuckermoleküle können anschließend wieder verwendet werden, was den Prozess besonders nachhaltig macht. Laut den Wissenschaftlern ist ein Vorteil gegenüber älteren Verfahren, dass hitzeempfindliche Enzyme nicht notwendig sind und somit unter höheren Temperaturen von 40 statt 32 Grad verfahren werden kann. Künftig sollen noch hitzeunempfindlichere Enzyme ausgemacht werden, sodass der Prozess beschleunigt werden kann. Aktuell dauert der gesamte Herstellungsvorgang etwa 78 Stunden.

Biokraftstoff mit schlechtem Ruf

Auch wenn das Verfahren um einiges effizienter ist als frühere Herstellungsprozesse, werden Biokraftstoffe grundsätzlich skeptisch betrachtet. Ein Vorteil des vorgestellten Verfahrens ist, dass es fast ausschließlich auf Ernteabfällen basiert und damit nicht in Nahrungsmittelkonkurrenzen tritt. Ausgeschlossen ist eine Verwendung von Anbaumais allerdings nicht, weswegen für eine marktorientierte Verfahrensverwendung wiederrum Kontrollen notwendig wären. Eines steht allerdings fest, im Vergleich zu Biokraftstoffen aus Ethanol oder Methanol hat Wasserstoff eine wesentlich bessere Kohlenstoffdioxid-Bilanz bei der Verwendung im Automobil.


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