Grüner Wasserstoff 

Ultraschall verbessert Elektrolyse

Von grünem Wasserstoff spricht man dann, wenn der Wasserstoff aus Wasser mittels Elektrolyse gewonnen wird, die wiederum die erforderliche elektrische Energie aus erneuerbaren Energiequellen (z. B. Wind, Solar, Erdwärme) erhält. Das elektrolytische Verfahren zur Wasserstoffgewinnung ist der Produktion aus der Dampfreformierung fossiler Brennstoffe wie Erdgas und Methan bislang klar unterlegen. Besonders die Notwendigkeit, teures Elektrodenmaterial aus der Platin-Gruppe der chemischen Elemente sowie korrosive Elektrolyten einsetzen zu müssen, macht die Elektrolyse bislang unwirtschaftlich für die Industrie. Daher beträgt der Anteil von grünem Wasserstoff an der weltweit erzeugten Menge derzeit nur wenige Prozent. Das könnte sich bald ändern. Australische Forscher um Amgad Rezg vom Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) haben eine Methode gefunden, mittels hochfrequenter Schallwellen von 10 Megahertz (engl. surface reflected bulk waves, SRBW, deutsch etwa: oberflächen-reflektierte Volumenwellen) die Elektrolyse um einen Faktor 14 effizienter machen. Das heißt, bei einer gegebenen Eingangsspannung wurde 14 Mal mehr Wasserstoff erzeugt als ohne den Ultraschall. Der Mechanismus soll auf mehreren Effekten beruhen. Zum einen sollen die SRBW die Wasserstoffbrücken zwischen den Wassermolekülen aufbrechen, wodurch diese – nun als einzelne Moleküle – leichter das katalytisch wirksame Gitter des Elektrodenmaterials kontaktieren können. Überdies koordinieren die SRBW die molekulare Strömung, indem die Diffusion (das Auseinanderdriften) der Moleküle vermindert wird. Schließlich verhindern bzw. vermindern die hochfrequenten Schallwellen die störende und zersetzende Blasenbildung und Kavitation auf den Elektroden während der Elektrolyse, wodurch die Leitfähigkeit, die Stabilität und die Haltbarkeit der Silberelektroden verbessert werden. Das neue Verfahren erlaubt den Einsatz von Wasser als Elektrolyt. Damit können die Anwender preisgünstigere Elektroden aus polykristallinem Silber nutzen. Die Forscher arbeiten nun daran, die Schallwellen-Elektrolyse in bestehende Elektrolyseure zu integrieren. (DS)

Quelle: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202203164