Solar Beam: Direkte Herstellung von Wasserstoff mit konzentriertem Licht
An der Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (Csiro)(öffnet im neuen Fenster) in Canberra, Australien, ist ein neuartiger Aufbau zur effizienteren Herstellung von H 2 aus Wasser und Sonnenlicht in einem großflächigen Versuch getestet worden. Im Vergleich zur Produktion von Solarstrom für den Betrieb eines Elektrolyseurs kann laut Forschungsteam ein Drittel mehr Wasserstoff auf der gleichen Fläche produziert werden.
Dafür werden keine Solarzellen benötigt und auch keine aufwendige und teure Apparatur zur Aufspaltung von Wasser. Das System könnte damit ernsthaft in Konkurrenz zur weiterhin verbreiteten Herstellung von Wasserstoff aus Erdgas, der sogenannten Dampfreformierung, treten.
Wie eine Lupe
Mittels heliostatischer, also dem Stand der Sonne folgender Spiegel wird Sonnenlicht auf einen weiteren Reflektor geworfen, der die chemische Reaktion mit der nötigen Wärme versorgt. Hierfür wird Ceroxid genutzt, ein Mineral mit dem Seltenerdmetall Cer(öffnet im neuen Fenster) .
Im Vergleich zu Platin und Iridium in Elektrolyseuren kommt das Element circa 10.000-mal häufiger in der Erdkruste vor und besitzt als Oxid eine entscheidende Eigenschaft. Durch die Erhitzung mit Sonnenlicht gibt es Sauerstoff ab. In Kontakt mit Wasserdampf, der zuvor auf dem gleichen Weg erhitzt wurde, entzieht es dem Wasser die Menge Sauerstoff, die zuvor beim Erhitzen in die Umgebung abgegeben wurde. Übrig bleibt reiner Wasserstoff.
Stabiler Ablauf mit Potenzial
Der Prozess lässt sich immer wieder wiederholen und wurde in der Anlage unter praxisnahen Bedingungen getestet. Allerdings müssen noch Verbesserungen beim Ablauf der Reaktionen erfolgen.
Dann könnte der Wirkungsgrad für das gesamte System auf über 20 Prozent ansteigen. Bei der Stromerzeugung aus Solarzellen und der anschließenden Wasserelektrolyse finden sich höchsten 15 Prozent der eingestrahlten Sonnenenergie als Brennwert in H 2 wieder.