Grüner Wasserstoff: Neues Verfahren erzeugt Wasserstoff aus Salzwasser

Wo es Sonne gibt, um Wasserstoff zu erzeugen, fehlt es oft an Süßwasser. Ein neu entwickelter Elektrolyseur kann das im Überfluss vorhandene Meerwasser verarbeiten.

Artikel veröffentlicht am 2. Februar 2023, 18:15 Uhr, Werner Pluta

Detail einer Anlage zur Wasserstoffverflüssigung (Bild: Jens Schlüter/AFP via Getty Images)

Grüner Wasserstoff gilt als Schlüsselelement für die Energiewende: Hergestellt mit Sonnen- oder Windstrom, kann er beispielsweise zu kohlendioxidneutralen Kraftstoffen verarbeitet oder in der Industrie verwendet werden, etwa bei der Stahlproduktion. Neben sauberer Energie wird als Ausgangsstoff Wasser benötigt. Das ist auf der Erde vor allem in den Ozeanen vorhanden.

Natürlich kann auch Salzwasser per Elektrolyse gespalten werden. Doch wegen des hohen Salzgehalts ist das nicht sehr effektiv: Chloridionen wandern zu der positiv geladenen Elektrode, was die Anlagerung von Hydroxylgruppen des Wassers verhindern kann.

Um dem entgegenzuwirken, könnte dem Wasser Kaliumhydroxid in großen Mengen zugesetzt werden. Das allerdings würde den Aufwand und damit auch die Kosten erhöhen.

Meerwasser muss nicht vorbehandelt werden

Ein Team aus Australien, China und den USA verfolgt einen anderen Weg: Es entwickelte einen Elektrolyseur, der Wasserstoff aus Meerwasser erzeugt, ohne dass dieses vorbehandelt werden muss. Dazu konstruierte das Team um Tao Ling eine Elektrode aus nanostrukturiertem Kobaltoxid.

Darauf wird eine dünne Lewis-Säureschicht aufgebracht. Im konkreten Fall ist das Chromoxid. An dieser Lewis-Säure lagern sich vor allem Elektronenpaare an. Dadurch gelangen Hydroxylgruppen einfacher und häufiger zur Elektrode als Chloridionen.

Vorteil dieser Lösung ist, dass für die Elektrolyse kein Süßwasser gebraucht wird. Solche Anlagen werden in Zukunft voraussichtlich in Regionen errichtet werden, wo die Ausbeute an Sonnenenergie besonders hoch ist. Dort ist dann aber häufig Süßwasser knapp. Salzwasser steht hingegen in großer Menge zur Verfügung.

Entsprechend beschäftigen sich auch andere Forschungsgruppen mit der Elektrolyse von Meerwasser. Ende vergangenen Jahres stellte ein Team der Universität von Shenzhen im Südosten Chinas ein solches System vor.

Das Team um Ling schreibt in der Fachzeitschrift Nature Energy, dass das System sich bei Tests im Labor als erstaunlich effizient erwiesen habe. Im nächsten Schritt gilt es, das System stabiler zu machen sowie es zu vergrößern.