Erdöl als Energieträger und speziell in seiner Nutzung als Treibstoff hat den Menschen viele Vorteile gebracht, allerdings auch signifikante Nachteile wie etwa die zunehmende Zerstörung der Umwelt, das Anheizen des Klimawandels oder auch die Abhängigkeit vieler westlicher Länder von den sogenannten OPEC-Staaten. Neben der Idee, Elektroautos in Zukunft mit Strom zu betreiben, gilt Wasserstoff weiterhin als vielversprechender Energieträger, den man auch mit Hilfe der Erneuerbaren Energien oder aus Biomasse auf saubere Weise herstellen kann. Im Rahmen eines EU-Projekts erforschen Wissenschaftler jetzt die Optimierung von Katalysatoren zur Herstellung von Wasserstoff.
Foto: Georg Pöhlein / Bayerische Forschungsallianz
Mit der Kick-off-Veranstaltung Mitte der Woche startet das europäische Forschungsprojekt mit der kryptischen Bezeichnung “SusFuelCat”, was “Sustainable fuel production by aqueous phase reforming – understanding catalysis and hydrothermal stability of carbon supported noble metals” abkürzt. Für die kommenden vier Jahre wird es von der Europäischen Union mit 3,5 Millionen Euro gefördert. Ziel des Projekts ist es, das Verfahren bei der Erzeugung des Energieträgers Wasserstoff aus nasser Biomasse zu verbessern.
In SusFuelCathat sich ein hochkarätiges und internationales Konsortium aus sechs Forschungsinstitutionen, einer international agierenden Firma, zwei kleinen beziehungsweise mittleren Unternehmen (KMU) und der Bayerischen Forschungsallianz (BayFOR) zusammengeschlossen. Die Projektpartner stammen aus Deutschland, Finnland, Großbritannien, Italien, den Niederlanden, Russland und Spanien. Koordinator von SusFuelCat ist Prof. Bastian J. M. Etzold, der 2010 im “Rising Star”-Programm des Exzellenzclusters “Engineering of Advanced Materials“ auf eine Juniorprofessur für Katalytische Materialien an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg berufen wurde: “Das Konsortium ist sich sicher, mit der neuen Entwicklung den Anteil an nachhaltig produzierten Energieträgern in Zukunft zu steigern und so einen entscheidenden Beitrag zur Energiepolitik der Europäischen Union zu leisten”, erläutert Prof. Etzold. “Darüber hinaus sollen die Erkenntnisse dazu dienen, wirtschaftlichere Katalysatoren auch in verwandten Prozessen verwenden zu können.” Die BayFOR wirkte bereits in der Antragstellung von SusFuelCat mit und übernimmt nun das Projektmanagement und die Verbreitung der Projektergebnisse.
Das Projekt SusFuelCat konzentriert sich auf die Wasserstoff-Herstellung durch den Prozess des katalytischen Reformierens in wässriger Lösung (Aqueous Phase Reforming – APR), ein Verfahren, das aufgrund seiner Energieeffizienz vielversprechend ist. Die Katalysatoren sind dabei die Schlüsselkomponenten. Ihre Optimierung im APR-Prozess soll die Kosten bei der Wasserstoff-Erzeugung weiter verringern, ihre Lebensdauer verlängern und die Wasserstoffproduktivität erhöhen. So steigert SusFuelCat die Nachhaltigkeit des gesamten Verfahrens.
Vorteile des APR-Prozesses
Den Vorzug gegenüber klassischen Verfahren erhielt der APR-Prozess in SusFuelCat, da die Umwandlung von wässrigen oder wasserlöslichen biogenen Ausgangsstoffen in kaum verunreinigten Wasserstoff bei vergleichbar niedrigen Prozesstemperaturen und mäßigem Druck erfolgt. Weiterhin entfällt das energieintensive Trocknen der Biomasse. Beides trägt zu einer guten Energieeffizienz bei. Zurzeit enthalten die verwendeten Katalysatoren teure Edelmetalle wie etwa Platin und Palladium, welche auf keramischen Trägern fein verteilt sind. Fokus des Projektes ist es, den Anteil der teuren Edelmetalle zu senken oder sie durch unedle Metalle zu ersetzen, ohne die Vorteile des APR-Prozesses einbüßen zu müssen. Als Träger sollen Materialien aus Kohlenstoff, beispielsweise Nanoröhrchen oder Aktivkohlen, zum Einsatz kommen, die eine höhere Langzeitstabilität versprechen und ein umweltfreundliches Recycling der Metalle erleichtern. Die Katalysatoren sollen somit ohne Unterbrechung und Wartung lange einsatzfähig und im Hinblick auf Material und Arbeitskraft ressour-censchonend sein. Die Kombination von Computersimulationen auf molekularer Ebene, neuesten Methoden zur Kontrolle der Katalysatoreigenschaften in der Synthese, Einblick in den Prozess durch neueste Analytik und Langzeit-Experimenten beim industriellen Partner ermöglicht die Katalysatoroptimierung.
Weitere Informationen finden Sie auf der Webseite der Bayerischen Forschungsallianz unter www.bayfor.org
