Neue Technologie wandelt Meerwasser in Treibstoff für Autos um

Ein amerikanisches Forscherteam hat ein System entwickelt, das Meerwasser in eine Art von Treibstoff, nämlich Wasserstoff, umwandelt. Diese Entwicklung könnte dazu beitragen, dass mehr Autos mit Wasserstoff-Brennstoffzellen künftig auf den Straßen fahren. Das Forschungslabor Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) hat die Ergebnisse der Studie in Zusammenarbeit mit weiteren Universitäten am 11. April veröffentlicht.

Um Wasserstoff aus dem Meerwasser zu gewinnen, haben die Wissenschaftler ein spezielles System mit zwei Membranen entwickelt und dabei Strom verwendet. Das System konnte erfolgreich Wasserstoffgas herstellen, ohne dabei viele schädliche Nebenprodukte zu erzeugen.

Autos, die mit Wasserstoff-Brennstoffzellen fahren, verwenden komprimiertes Wasserstoffgas. Anstatt das Gas zu verbrennen, wird die Energie aus dem Wasserstoff in elektrische Energie umgewandelt, die den Elektromotor des Autos antreibt. Das Auto gibt dabei nur reines Wasser ab und keine schädlichen Abgase.

Die Forscher haben in ihrer Studie eine Membran mit zwei Schichten verwendet, anstatt nur eine Schicht, wie es bei vielen anderen Systemen der Fall ist. Diese doppelte Membran half ihnen dabei, besser zu kontrollieren, wie die winzigen Teilchen im Meerwasser (Ionen) sich während des Experiments bewegten.

Ein ideales Membransystem

Das neue System wurde getestet, indem Elektrolyse verwendet wurde. Dabei wird Strom eingesetzt, um Ionen in Bewegung zu setzen und die gewünschte chemische Reaktion auszulösen. Ein Problem bei der Umwandlung von Meerwasser in Wasserstoff ist, dass das Salz im Wasser die Reaktion stören kann.

Ein ideales Membransystem sollte laut den Forschern drei Hauptfunktionen erfüllen: Wasserstoff und Sauerstoff aus Meerwasser trennen; nur nützliche Wasserstoff- und Hydroxid-Ionen durchlassen, während andere Meerwasser-Ionen blockiert werden; und unerwünschte Reaktionen verhindern. Es ist schwierig, all diese Funktionen zusammenzubringen, und das Team erforscht Systeme, die diese Anforderungen effizient kombinieren können.

In ihren Experimenten gehen positive Wasserstoff-Ionen (Protonen) durch eine Membranschicht und werden an einer negativ geladenen Elektrode in Wasserstoffgas umgewandelt. Die zweite Membran im System lässt nur negative Ionen wie Chlorid durch.

Zusätzlich gibt es eine Membranschicht mit festen, negativ geladenen Gruppen, die es für andere negativ geladene Ionen wie Chlorid schwerer machen, sich dahinzubewegen, wo sie nicht sein sollten. Die negativ geladene Membran blockierte fast alle Chlorid-Ionen effizient, und ihr System arbeitete ohne giftige Nebenprodukte wie Bleiche und Chlor zu erzeugen, so das Forscherteam.

Das aus den Experimenten gewonnene Wissen soll auch dabei helfen, stärkere Membranen für andere Zwecke zu entwickelt, wie zum Beispiel die Herstellung von Sauerstoffgas. Laut Co-Autorin der Studie, Daniela Marin, bestehe großes Interesse daran, Elektrolyse zur Herstellung von Sauerstoff zu verwenden. „Neben der Wasserstoffproduktion in unserem Experiment haben wir auch gezeigt, wie man die bipolare Membran zur Erzeugung von Sauerstoffgas nutzen kann.“

Tesla dagegen, Toyota dafür

Im Vergleich zu Batterien aus Lithium haben Wasserstoff-Brennstoffzellen eine höhere Energiedichte, was bedeutet, dass Autos damit eine größere Reichweite hätten. Die Brennstoffzellen könnten auch länger halten.

Toyota ist ein großer Autohersteller, der auf Wasserstofftechnologie setzt und mehr als 5.000 Patente dazu besitzt. Sie haben 2015 ein Auto mit Wasserstoff-Brennstoffzelle mit dem Namen „Mirai“ auf den Markt gebracht. Die Verkaufszahlen waren bisher jedoch enttäuschend – mit weniger als 10.000 verkauften Fahrzeugen bis Januar 2022.

Tesla-CEO Elon Musk hat die Technologie von Brennstoffzellenfahrzeugen abgelehnt, die mit Wasserstoff betrieben werden. Toyota hingegen sieht diese Technologie als eine gute Alternative, die für mehr Vielfalt in der Automobilindustrie sorgen würde. Viele Autos könnten auch umgebaut werden, um Wasserstoff-Brennstoffzellen zu verwenden, sodass die Besitzer ihre Autos behalten können.

Der Präsident von Toyota, Akio Toyoda, kritisierte im Dezember Autohersteller, die nur auf Elektroautos setzen, und sagte, dass sie die Realität des Marktes nicht verstünden.

„Ein Großteil der Menschen, die in der Automobilindustrie tätig sind, gehören zur schweigenden Mehrheit … Diese schweigende Mehrheit stellt sich die Frage, ob Elektroautos wirklich die einzige Lösung sein sollten“, gab Toyoda zu Bedenken. „Diese Menschen denken, E-Autos seien der Trend. Also können sie sich nicht lautstark dagegen äußern.“ Er fügte hinzu: „Da die richtige Antwort aber noch unklar ist, sollten wir uns nicht nur auf eine Option beschränken.“

Dieser Artikel erschien im Original auf theepochtimes.com unter dem Titel: New Tech Transforms Sea Water Into Hydrogen Fuel for Cars (redaktionelle Bearbeitung dl)