Wasserstoff kommt in die Gänge

Statt Wasserstoff kann Äthanol erzeugt und dann als Wasserstoff verbrannt werden

Endlich einmal ein Vorschlag, der umgesetzt werden kann: Wasserstoff aus Äthanol. Ohne Firlefanz machen Chemiker von der Universität Minnesota in Science eine Rechnung auf, die saubere Energie liefert.

"An eine Wasserstoffzelle angeschlossen ist der Katalysator klein genug, um ein Kilowatt zu erzeugen", meint Gregg Deluga. Im Grunde ist das System relativ einfach. Äthanol wird in einem Zwei-Stufen-Reaktor erhitzt, nämlich erst bei 700 Grad und anschließend, sozusagen als Wasser-Gas-Shift, noch etwas langsamer bei 400 Grad. Das Kernstück ist die Anwesenheit von Rhodium und Cer: sie vermitteln die Reaktion als Katalysator. Zudem wirken sie nach mehr als 30 Stunden immer noch so gut wie zu Beginn.

Tatsächlich ist Äthanol bereits jetzt ein Transportmittel für Autos. Der Nachteil ist, dass nur etwa 20 Prozent der Energie aus Äthanol gewonnen werden kann, während ein erheblicher Teil verpufft. Nicht so beim hier vorgestellten Prozess. Im Grunde genommen gibt es zwei Innovationen: zum einen den genannten Katalysator aus Rhodium und Cer, und dann noch einen automatischen Injektor, der das Gemisch aus Äthanol und Wasser vernebelt. Das Gemisch geht über den Katalysator, und innerhalb von 50 Millisekunden entsteht daraus Wasserstoff, Kohlendioxid und geringe Restprodukte. Und danach verbrennt der Wasserstoff. Das alles verläuft ohne Flamme und Ruß, wie es sonst für die Äthanolverbrennung typisch ist.

Lanny Schmidt, unter dessen Leitung dieses Verfahren erprobt wurde, erklärt:

Die Wasserstoff-Wirtschaft braucht die Energie, die durch Wasserstoff erzeugt wird. Wasserstoff ist schwierig zu gewinnen. Es gibt einige Füllstationen, bei denen Wasserstoff aus Methan gebildet wird. Das ist kostenintensiv und erzeugt zudem hohe Mengen an Kohlendioxid. Äthanol kann hingegen leicht produziert werden: aus Zucker oder Getreideprodukten.

Ferner ergänzt Gregg Deluga: "Während Äthanol in einem Wagen etwa 20 Prozent der Energie ausnutzt, steigt der Wirkungsgrad durch die Umwandlung zu Wasserstoff auf 60 Prozent."

Denn die langsame Verbrennung steigert den Wirkungsgrad erheblich. So ergibt die Berechnung für Äthanol (1 Mol) hinreichend Energie, um 350 Wh an Elektrizität zu erzeugen. Ferner berechnen die Autoren lediglich 4 Cent für die Aufbereitung von Wasserstoff. Biomasse ist ausreichend da. Zucker, Stärke, Öle oder auch Abfallprodukte und schließlich Biodiesel. Äthanol wird im Augenblick in den Vereinigten Staaten vor allem hergestellt, um es als Zusatz zum herkömmlichen Brennstoff zu verwenden. Dabei ist das aufwendigste Verfahren die kostenintensive Entfernung von Wasserresten. Wenn man nun Äthanol nicht vom Wasser reinigt, sondern unverändert zu Wasserstoff verbrennt, ist zum einen der Kostenfaktor weitaus niedriger und zum anderen der Gewinn für den Verbraucher dreimal so hoch.

Nicht reines Äthanol, sondern Äthanol-Wasser ist das Gemisch der Zukunft. Damit ließe sich zudem mittelfristig das ungeklärte "Wasserstoff- Problem" lösen. Bisher stehen sich die Meinungen von den Wasserstoff-Enthusiasten und den Wasserstoff-Gegnern unverbrüchlich gegenüber (vgl. Wasserstoff ist keineswegs der ideale Treibstoff). Die Modellrechnungen der Gegner lassen die zunehmende Wasserstoffanreicherung in der Stratosphäre und eine Abkühlung vermuten. Wenn sich über die Umwandlung von Biomasse zu Äthanol und die anschließende Verbrennung zu Wasserstoff diese Befürchtung nicht bewahrheitet, wären wir eine Sorge los.