Von Ariane Mohl
Forscher haben einen alternativen Katalysator entwickelt, mit dem sich Wasser deutlich günstiger in seine Bestandteile Sauerstoff und speicherbaren Wasserstoff zerlegen lässt. Mit Kobalt und Wolfram besteht er aus leicht zugänglichen, kostengünstigen Materialien. "Das Einzigartige ist: Während herkömmliche Katalysatoren ihre Leistung beibehalten – oder sogar etwas davon verlieren, weil sie nicht stabil genug sind –, steigert unser Katalysator seine Leistung mit der Zeit", erläutert Dandan Gao, Nachwuchsgruppenleiterin und Walter-Benjamin-Stipendiatin der DFG an der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz (JGU), in einer Pressemitteilung. Nach der Optimierung sei die Aktivität sogar höher als bei herkömmlichen Katalysatoren.
Doch was ist der Grund für diese außergewöhnliche Selbstoptimierung? Die Forscher haben unter anderem herausgefunden, dass sich die chemische Natur des katalysierenden Kobalt-Wolfram-Oxids durch die Wasserspaltung verändert. "Bei der Spaltung von Wasserstoff laufen zwei Reaktionen ab: die Wasserstoffreaktion und die Sauerstoffreaktion. Die Sauerstoffreaktion ist der Engpass für die Gesamtreaktion, weshalb wir motiviert sind, einen fortschrittlichen Katalysator dafür zu entwickeln", so Gao.
Während der Wasserspaltung verändern sich nach Angaben der Forscher die Ladungen von Kobalt und Wolfram. Der Schwerpunkt der Sauerstoffreaktion werde verlagert. Die aktive Oberfläche des Katalysators vergrößere sich und ziehe die Wassermoleküle stärker an, heißt es aus Mainz. Die Forscher sprechen bereits von einem Durchbruch für die Wasserstoffproduktion der Zukunft.
Die zu hohen Kosten gelten als der zentrale Hemmschuh für einen schnellen Hochlauf der Wasserstoffproduktion. Eon ist zuletzt beim Geschäftsfeld Wasserstoff deutlich auf die Bremse gegangen. Auch bei vielen Wasserstoffprojekten drückt der Schuh. Fast immer wird als Hauptursache die fehlende Wirtschaftlichkeit genannt.
