Forscher wollen aus nasser Biomasse Wasserstoff gewinnen

Erlangen – Im Rahmen des Projektes SusFuelCat wollen Forscher an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) ein Verfahren verbessern, mit dem sich aus nasser Biomasse Wasserstoff gewinnen lässt. Prof. Dr. Bastian Etzold ist maßgeblicher Initiator und Koordinator des Projektes, das von der Europäischen Union seit Anfang 2013 über einen Zeitraum von vier Jahren mit 3,5 Millionen Euro gefördert wird. Den Energieträger Wasserstoff aus kompostierbaren Biomasse-Materialien zu erzeugen, ist bislang nur unter hohem Energieaufwand möglich. So muss die ursprünglich feuchte Biomasse vor dem Weiterverwerten aufwändig getrocknet werden. Im Rahmen von SusFuelCat setzen die Forscher nun stattdessen den so genannten APR-Prozess ein (Aqueous Phase Reforming – APR). Bei dieser neuen Methode wird die noch feuchte Biomasse mit einem Katalysator in Kontakt gebracht. Die in der Folge ablaufenden chemischen Reaktionen zersetzen das Material und setzen kaum verunreinigten Wasserstoff frei.

Temperaturen sind geringer und Trocknung entfällt
Das Verfahren verbraucht wenig Energie, da es bei geringen Temperaturen und niedrigem Druck durchgeführt werden kann. Zugleich entfällt die ebenfalls energieintensive Trocknung der Biomasse. Schließlich lässt sich in diesem Prozess selbst das Wasser, das Bestandteil der Biomasse ist, noch zersetzen und so zusätzlich Wasserstoff gewinnen, ein Effekt, der nur dank der niedrigen Temperaturen möglich ist. Im Vergleich mit fossilen Energieträgern spart der so erzeugte Wasserstoff aber nicht nur wertvolle Energie ein. Der Atmosphäre bleibt auch Treibhausgas erspart, da bei der Verbrennung lediglich Wasserdampf und kein CO₂ entsteht.

Katalysatoren sind die Schlüsselkomponenten
Die Schlüsselkomponenten des Verfahrens sind die Katalysatoren. Gelingt es den Forschern, sie zu optimieren, erhöht dies die Nachhaltigkeit des gesamten Verfahrens. Die zurzeit verwendeten Katalysatoren enthalten noch teure Edelmetalle wie etwa Platin und Palladium, die auf keramischen Trägern fein verteilt sind. Das SusFuelCat-Projekt ist darauf ausgerichtet, den Anteil an teuren Edelmetallen entweder zu senken oder sie durch unedle Metalle zu ersetzen, ohne die Vorteile des APR-Prozesses einzubüßen. 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.

Energieträger nachhaltig produzieren
"Das Konsortium ist 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", so Prof. Etzold, Juniorprofessor für Katalytische Materialien am Exzellenzcluster "Engineering of Advanced Materials" der FAU. "Darüber hinaus sollen die Erkenntnisse dazu dienen, wirtschaftlichere Katalysatoren auch in verwandten Prozessen einführen zu können." Die Abkürzung SusFuelCat steht für "Sustainable fuel production by aqueous phase reforming – understanding catalysis and hydrothermal stability of carbon supported noble metals".