Nanotechnologie: Energie speichern in Wasserstoffwürfeln

Je mehr Benzin und andere fossile Brennstoffe zur Neige gehen, desto wichtiger werden alternative Energiequellen. Große Hoffnungen für den Fahrzeugantrieb der Zukunft knüpft man an Wasserstoff als Energieträger. Um aus Wasserstoff Energie zu gewinnen, braucht man eine BrennstoffzelleBrennstoffzelle
Gerät, in dem Wasserstoff und Sauerstoff ohne Flamme (kalte Verbrennung) zu Wasser reagieren, wobei sich elektrische Energie mit hoher Ausbeute entnehmen lässt. Brennstoffzellen verwandeln chemische Energie in elektrischen Strom.
in der das Gas mit dem Luftsauerstoff zu Wasser reagiert.

schematische Darstellung eines dreidimensionalen Gitternetzes
Gut organisiert: Wasserstoff speichernde Nanowürfel. (Foto: Teledesign)

Hierzu ist allerdings noch eine große Hürde zu überwinden, nämlich die Wasserstoffspeicherung. Bisher produzierte Speicher sind groß und schwer. Um Wasserstoff kompakt zu speichern, muss man ihn bei minus 253 Grad Celsius verflüssigen.

Durch die dramatische Abkühlung büßt er zwar 99,9 Prozent seines Volumens ein, aber das Kühlverfahren verbraucht Energie und die Lagerung des Flüssigwasserstoffs ist technisch aufwändig.

 

Durch Nanotechnologie effizient Energie speichern

Deutsche Unternehmen arbeiten deshalb vor allem an Mikrowürfeln aus metallorganischen Verbindungen (MOFs), die mit einem dichten Netzwerk aus nanometerkleinen Poren durchzogen sind und deshalb eine sehr große Oberfläche besitzen.

Die Würfel werden in einfachen chemischen Verfahren aus Zinkoxid und organischen Säuren, beispielsweise Terephthalsäure, hergestellt. Ein Fingerhut der löchrigen Kuben hat die Oberfläche eines Fußballfeldes. Wasserstoffgas lagert sich bei hohem Druck an den Wänden der Poren an und wird dort flüssig. Entspannt man den Druck, lässt sich das Energie spendende Gas aus dem Speichermedium leicht wieder freisetzen.

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