In der Welt der erneuerbaren Energien gibt es immer wieder bahnbrechende Entwicklungen. Eine solche Innovation wurde von einem Team von Wissenschaftlern am Massachusetts Institute of Technology (MIT) präsentiert. Sie haben ein Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff entwickelt, das auf einer ungewöhnlichen Kombination von Materialien basiert: Aluminium, Meerwasser und Kaffeesatz. Diese Methode könnte nicht nur die Effizienz der Wasserstoffproduktion steigern, sondern auch neue Möglichkeiten für maritime Anwendungen eröffnen.
Doktorand Aly Kombargi hält ein Glas mit Aluminiumgranulat, das in Kombination mit Meerwasser Wasserstoff erzeugt.
Ein Durchbruch für Wasserstoff-Antriebe
Das Team am MIT hat eine Technik entwickelt, die es zum Beispiel Schiffen ermöglichen könnte, ihren eigenen Wasserstoff zu produzieren. Reines Aluminium reagiert mit Wasser, wodurch Aluminiumhydroxid entsteht und Wasserstoff freigesetzt wird. Allerdings funktioniert die Reaktion mit herkömmlichem Aluminium nicht, da das Metall an der Luft eine Oxidschicht bildet, die die gewünschte Reaktion verhindert.
Um dieses Problem zu umgehen, haben die Forscher Aluminiumkugeln in kieselsteingrosser Grösse mit einer speziellen Legierung versehen. Diese beinhaltet Gallium und Indium, die dafür sorgen, dass das Aluminium mit Wasser reagiert und dabei beachtliche Mengen Wasserstoff erzeugt. Im Labor konnte ein einzelnes Aluminiumkorn in nur fünf Minuten bis zu 400 Milliliter Wasserstoff produzieren. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass ein Gramm Aluminium etwa 1,3 Liter Wasserstoff produziert. Obwohl Gallium und Indium teuer sind, können diese Metalle nach der Reaktion wieder zurückgewonnen werden.
Kaffeesatz als überraschende Zutat
Bei den Experimenten stossen die Wissenschaftler zufällig auf eine interessante Entdeckung: Kaffeesatz kann die Reaktion zur Wasserstoffproduktion signifikant beschleunigen. Aus Neugier fügten sie eine kleine Menge Kaffeesatz hinzu und stellten fest, dass die Wasserstofferzeugung rapide an Geschwindigkeit zunahm. Weitere Analysen ergaben, dass Imidazol, ein Bestandteil von Koffein, für die Verstärkung der Reaktion verantwortlich ist. Mit der Zugabe einer geringen Konzentration dieser Verbindung konnte die gleiche Menge Wasserstoff in nur fünf Minuten erzeugt werden, während es zuvor zwei Stunden dauerte.
Aluminiumgranulat als nachhaltige Energiequelle
Um die Vorteile ihrer Entdeckung zu nutzen, entwickelten die Wissenschaftler einen kompakten Reaktor, der in Schiffen oder U-Booten eingesetzt werden könnte. Dieser Reaktor benötigt einen Vorrat an Aluminiumgranulat, das beispielsweise aus alten Getränkedosen recycelt werden kann, sowie Indium, Gallium und Koffein. Mit dieser Ausrüstung könnte ein Schiff selbstständig Wasserstoff produzieren, der dann für den Antrieb genutzt wird.
„Für maritime Anwendungen wie Boote oder Unterwasserfahrzeuge ist dies äusserst interessant, da man kein Meerwasser mit sich führen muss – es ist überall verfügbar“, erklärt Aly Kombargi, Doktorand im Department of Mechanical Engineering am MIT und Hauptautor der Studie. „Wir brauchen auch keinen Wasserstofftank mehr. Stattdessen transportieren wir Aluminium als Brennstoff und fügen einfach Wasser hinzu, um den benötigten Wasserstoff zu erzeugen.“ Laut den Forschern könnte ihr Reaktor ein kleines U-Boot mit lediglich 20 Kilogramm Aluminium für etwa 30 Tage antreiben.
Fazit: Ein Schritt in Richtung nachhaltiger Antriebstechnologien
Die neue Methode zur Wasserstoffproduktion, die auf Aluminium, Meerwasser und Kaffeesatz basiert, könnte wegweisend für die zukünftige Energieversorgung in maritimen Anwendungen sein. Durch die Nutzung recycelter Materialien und die Möglichkeit, Wasserstoff direkt an Bord zu erzeugen, wird nicht nur die Effizienz der Energieerzeugung verbessert, sondern auch die Abhängigkeit von externen Wasserstofftankstellen verringert. Diese Innovation könnte somit einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung nachhaltiger Antriebstechnologien leisten und die Nutzung erneuerbarer Energien in der Schifffahrt revolutionieren.
