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Bild: KEYSTONE

Uni Zürich nur einen Schritt von «Wasserstoffgesellschaft» entfernt

18.12.2019, 15:3818.12.2019, 15:55

Wasserstoff wäre ein super Energieträger: sauber, vielseitig, ergiebig. Aber noch wird er nicht sauber produziert. Künstliche Photosynthese wäre eine umweltverträgliche Lösung. Aber es fehlen langlebige Katalysatoren. An der Uni Zürich soll das Problem gelöst werden.

Wasserstoff ist, gebunden in Wasser, in unerschöpflichen Mengen vorhanden, schreibt die Universität Zürich (UZH) in einer Mitteilung vom Mittwoch. «Er ist ein exzellenter Energiespeicher, zudem umweltverträglich und vielseitig verwendbar». Aus ihm lassen sich Strom, Erdgas, flüssige Treibstoffe und Dünger produzieren.

Autohersteller weltweit arbeiten an den nachhaltigen Wagen der Zukunft. Kernstück ist eine Brennstoffzelle, die Wasserstoff in elektrische Energie umwandelt. Aus dem Auspuffrohr der Wasserstoffautos qualmt nicht mehr CO2 wie bei Benzinmotoren, sondern Wasserdampf. «Vor kurzem hat der Kanton Zürich die ersten beiden Wasserstoffautos in Betrieb genommen und der Grossverteiler Coop will in den kommenden Jahren eine Fahrzeugflotte mit Wasserstoff-LKW aufbauen», teilt die Uni mit.

Haken Nummer 1: Unsauberer Strom

«Wasserstoff hat das Zeug dazu, uns vorwärts zu bringen und künftig unseren Energiebedarf umweltverträglich und nachhaltig zu decken». Doch 96 Prozent des heute verwendeten Wasserstoffs werden aus Kohle, Erdöl oder Erdgas hergestellt. Bei der Produktion gelangen Millionen Tonnen Kohlendioxid in die Atmosphäre. «Deshalb steuert der an sich saubere Energieträger im Moment wenig bis gar nichts zum Klimaschutz bei».

Kohlenstofffrei produziert werden könnte Wasserstoff beispielsweise durch Elektrolyse, sagt Roger Alberto, Professor für anorganische Chemie. Rund vier Prozent des weltweit produzierten Wasserstoffs werden auf diesem Weg gewonnen. Solange allerdings der Strom, der in die Elektrolyse gesteckt wird, nicht aus nachhaltigen Quellen stammt, ist damit nicht viel gewonnen.

Roger Alberto und mit ihm ein Konsortium von Chemikerinnen und Physikern an der UZH und der Empa verfolgen am Universitären Forschungsschwerpunkt LightChEC eine andere Strategie. Sie wollen mit künstlicher Photosynthese Wasser spalten und so Wasserstoff gewinnen. «Unsere Idee ist, Sonnenlicht direkt in chemische Energie umzuwandeln», sagt Roger Alberto. Im Labor funktioniert die Wasserstoffherstellung mittels künstlicher Photosynthese schon.

Haken Nummer 2: Katalysator

Doch auch hier wieder ein Haken: «Der wunde Punkt», wie Alberto sagt, ist für die Wissenschaftler, Katalysatoren zu entwickeln, die langlebig und effizient sind. Mit den Katalysatoren, welche die UZH-Forschenden bislang entwickelt haben, läuft die künstliche Photosynthese höchstens zwei Wochen, dann haben sie sich zersetzt und müssen ausgewechselt werden.

«Eigentlich müssten Katalysatoren jahrelang unter Sonnenbestrahlung funktionieren, doch die UV-Strahlen im Sonnenlicht zerstören sie», sagt Alberto. Von einer Lösung des Problems sind die Forschenden noch weit entfernt. Ideal wären Reaktionsbeschleuniger, die sich selbst erneuern. Dennoch ist Alberto und seine Mitforschenden überzeugt: Die Wasserstoffgesellschaft könnte bis 2040 Wirklichkeit werden, wenn Wirtschaft, Politik und Wissenschaft zusammenspannen. (sda)

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