Ein Forschungsteam am Campus Jülich stellt Wasserstoff aus Gräsern her – zukünftig speicherbar und in großen Mengen. Ein wichtiger Schritt, um dem Klimawandel entgegen zu wirken.

Wasserstoff gilt als der Kraftstoff der Zukunft. Noch lebt unser Wirtschaftssystem von der Nutzung und Verbrennung von Kohlenstoffprodukten, wie Öl, Erdgas, Kohle. Dabei entsteht CO2, das für den Treibhauseffekt und damit für die globale Erwärmung verantwortlich ist. Am Campus Jülich der FH Aachen wird jetzt im Rahmen einer Dissertation eine Methode erforscht, die zum flächendeckenden Einsatz von Wasserstoff als Treibstoff für unsere Wirtschaft beitragen kann.

Flächendeckende Wasserstoff-Nutzung
Das Prinzip der Herstellung von Wasserstoff ist einfach erklärt: Wasser wird unter Einsatz von Energie in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten – die sogenannte Elektrolyse. Wenn zur Produktion des Wasserstoffs Erneuerbare Energien eingesetzt werden, ist der Gesamtprozess CO2-neutral, da bei der Verbrennung des Wasserstoffs lediglich Wasserdampf entsteht. Wasserstoff kann zum Beispiel sehr effizient in Brennstoffzellen in Fahrzeugen oder Gebäuden eingesetzt werden. Ein Problem gibt es aber: Es ist schwierig, Wasserstoff zu speichern und zu transportieren. Eine dezentrale Produktion eröffnet deswegen interessante Möglichkeiten für die flächendeckende Nutzung von Wasserstoff.

Wasserstoff aus organischem Material
Hier kommt ein Verfahren ins Spiel, das die Forscher*innen in ihrem interdisziplinären Projekt mit dem Titel „Elektrisch verstärkte mikrobielle Wasserstoffproduktion“ (eBioH2) nutzen. Hier arbeiten die Fachbereiche Chemie und Biotechnologie, Medizintechnik und Technomathematik sowie Energietechnik daran, Wasserstoff aus organischem Material – zum Beispiel Gräsern oder Stroh – zu erzeugen. Vergleichbar ist dieser Prozess auf den ersten Blick mit der Erzeugung von Biogas. In einem Bioreaktor findet ein Fermentationsprozess statt. Beim herkömmlichen Biogasverfahren wird Methan produziert, das zur Strom- und Kraftstofferzeugung eingesetzt werden kann.
Allerdings liegt in diesem Fall eine höhere Temperatur vor, als in herkömmlichen Reaktoren.
Dennoch können die Ergebnisse der bisherigen Arbeit auf das neue Verfahren übertragen werden, sodass langfristig auch in größerem Maßstab verlässlich Wasserstoff produziert werden kann.

Energie speichern – am Puls der Zeit
Die Pläne des eBioH2-Forschungsteams gehen aber auch noch in eine andere Richtung. Wenn man zusätzlich elektrische Energie über Elektroden in den Fermentationsprozess einspeist, steigt die Wasserstoffproduktion an. Denkbar wäre also, das Verfahren zur Speicherung von Energie zu nutzen – gerade in Kombination mit der Nutzung Erneuerbarer Energien ein reizvoller Gedanke.
Das Verfahren könnte zukünftig zum Beispiel in der Landwirtschaft eingesetzt werden. Dort sind
organische Reststoffe vorhanden, die fermentiert werden könnten, zudem könnten Fahrzeuge und Maschinen mit Wasserstoff betrieben werden. Aber auch energieintensive Industrien – etwa in der Chemiebranche, bei der Stahl- und Zementproduktion – werden zukünftig voraussichtlich auf Wasserstoff als Energieträger setzen. Mit dem Forschungsprojekt leistet das Team einen wichtigen Beitrag am Puls der Zeit.

29.11.2021