Ameisensäure: Wasserstoff aus biologischen Quellen hergestellt

Ein neuer Weg zur Wasserstoffgewinnung

Die Suche nach nachhaltigen Wegen zur Energiegewinnung hat einen neuen Impuls erhalten. Ein Forschungsteam am Leibniz-Institut für Katalyse in Rostock hat in Zusammenarbeit mit dem bayerischen Unternehmen Oxfa ein Verfahren entwickelt, das die Gewinnung von reinem Wasserstoff aus Ameisensäure ermöglicht. Diese organische Verbindung fungiert dabei als effizienter Speicher für den Energieträger.

Besonders relevant ist die Herkunft der Ameisensäure: Anstatt auf fossile Rohstoffe zurückzugreifen, wie es in der aktuellen chemischen Industrie für die Produktion von Desinfektionsmitteln oder Arzneimitteln üblich ist, nutzt das neue Verfahren biologische Abfälle. Holzreste und andere biogene Reststoffe dienen als Ausgangsmaterial, die durch eine von Oxfa entwickelte Methode in Ameisensäure umgewandelt werden.

Herausforderungen der Rohstoffvielfalt

Die industrielle Nutzung von Ameisensäure aus biologischen Quellen bringt spezifische Schwierigkeiten mit sich. Im Gegensatz zu hochkonzentrierten Industrielösungen entstehen bei der Verarbeitung von feuchten und vergorenen Reststoffen wässrige Lösungen mit stark schwankenden Konzentrationen.

Um diese Hürde zu überwinden, setzten die Forschenden auf einen katalytischen Prozess unter Verwendung von Ruthenium und Aminen. Dieser Ansatz ermöglicht es, den in der Ameisensäure gebundenen Wasserstoff nahezu vollständig zu extrahieren, selbst wenn die Reinheit der Ausgangsstoffe variiert. Der Erfolg dieses Prozesses wurde bereits in einer Pilotanlage nachgewiesen: Über einen Zeitraum von einem Monat konnte das Team kontinuierlich und stabil 30 Kubikmeter Wasserstoff erzeugen. Das gemeinsame Verfahren wurde bereits zum Patent angemeldet.

Energieeffizienz durch niedrige Temperaturen

Ein wesentlicher Vorteil des neuen Verfahrens liegt in den moderaten Anforderungen an die Prozesstemperatur. Die chemische Reaktion zur Wasserstofffreisetzung läuft bereits bei 65 °C ab. Dieser Temperaturbereich ist technologisch bedeutsam, da er unterhalb der Betriebstemperatur von Niedertemperaturbrennstoffzellen liegt, die üblicherweise bei etwa 100 °C arbeiten. Dies könnte die Integration in bestehende Energiesysteme vereinfachen.

Potenzial für den deutschen Energiemarkt

Die Bedeutung dieser Technologie für den deutschen Primärenergiebedarf lässt sich anhand der verfügbaren Biomasse abschätzen. Nach Angaben des Deutschen Biomasseforschungszentrums in Leipzig fallen jährlich rund 30 Millionen Tonnen an biogenen Reststoffen an, die bislang ungenutzt bleiben.

Sollte es gelingen, diese Abfälle systematisch für die Produktion von Ameisensäure und den daraus resultierenden Wasserstoff zu erschließen, könnte ein relevanter Anteil des nationalen Energiebedarfs gedeckt werden. Experten sehen hier ein Potenzial im einstelligen Prozentbereich. Ob sich die Technologie in großem Maßstab wirtschaftlich etablieren lässt, bleibt abzuwarten, doch die bisherigen Ergebnisse deuten auf einen vielversprechenden Beitrag zur nachhaltigen Energieversorgung hin.