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Forschungserfolg: Erzeugung und Speicherung von Wasserstoff mit Ameisensäure

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Prof. Dr. Matthias BellerCleantech News / Rostock, Schweiz. Es erinnert ein wenig an die Geschichte rund um Carbazol: Wasserstoff kann durch den Einsatz von hocheffizienten sehr einfachen Eisenkatalysatoren unter milden Bedingungen direkt aus Ameisensäure, einer untoxischen natürlichen Säure, erzeugt werden. Rostocker Forscher vom Leibniz-Institut für Katalyse und der Universität Rostock haben kürzlich gemeinsam mit Forschern der ETH Lausanne dieses neue System der Wasserstoff-Erzeugung und -speicherung mit Ameisensäure vorgestellt. Das Verfahren wurde jetzt im renommierten SCIENCE Magazin veröffentlicht.

Das neue System arbeitet mit einem käuflichen Eisenkomplex, dem ein phosphorhaltiger sogenannter Ligand zugesetzt wird. Das System liefert schon bei Raumtemperatur gute Umsätze, erzielt aber die besten Ergebnisse bei zirka 80°C. Bei dieser Temperatur können fast 100.000 Moleküle der Ameisensäure in Wasserstoff und Kohlendioxid zerlegt werden. Der Nachteil – neben dem gewünschten Wasserstoff entsteht auch Kohlendioxid. Wird das CO2 aber wiederum für die Herstellung von Ameisensäure verwendet, resultiert ein CO2-neutraler Prozess. An der technischen Umsetzung dieses Problems wird gemeinsam in Rostock und Lausanne gearbeitet.

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In kleinen Schritten haben sich die Forscher über Jahre dem Problem genähert. „Jetzt haben wir ein sehr einfaches System gefunden, Wasserstoff aus Ameisensäure direkt mit Hilfe eines Eisenkatalysators – eines in kleinsten Mengen zugesetzten Hilfsstoffes – zu erzeugen“, freut sich Prof. Matthias Beller vom Leibniz-Institut für Katalyse. So umgehen die Forscher eine notwendige Speicherung des gasförmigen Wasserstoffs und zeigen so einen Weg auf, wie der Wasserstoff „vor Ort“ ganz direkt und sehr umweltschonend und einfach aus flüssiger Ameisensäure erzeugt werden kann. Während in früheren Arbeiten der Wissenschaftler vom Leibniz-Institut noch der Einsatz hochkomplexer und teurer katalytischer Hilfsstoffe bzw. eine Bestrahlung durch die Sonne erforderlich waren, verfügen sie jetzt über einen Katalysator aus Eisen, der durch seine außergewöhnliche Stabilität und Aktivität schon bei Raumtemperatur einzigartig ist.

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