Über den Umweg der Brennstoffzelle soll Wasserstoff künftig vom Auto bis zum Handy nahezu alles antreiben - gilt er doch als unerschöpflich und umweltfreundlich. Doch eines der wirklich großen und bislang ungelösten Probleme der Technologie ist seine flüchtige Form. Bislang kann man ihn nur bei extremen Minusgraden und unter Druck speichern. Aus allen anderen Medien verflüchtigt sich Wasserstoff relativ schnell. US-Forscher schlagen jetzt einem besonders porösen Stoff vor, mit dem erheblich leichtere und kleinere Tanks möglich sein sollen. Omar Yaghi, Chemiker an der Universität Michigan beschreibt die Ingredienzien: "Zinkoxid, das man aus Sonnenmilch kennt, und Terephtalsäure, die aus Plastikflaschen bekannt ist, das sind nicht gerade ungewöhnliche Materialien." Aus beidem macht Yaghi eine metallorganische Verbindung, die den Wasserstoff gut binden und bei Bedarf auch wieder abgeben soll. Die Verbindung bildet eine Kristallstruktur mit den Zinkatomen an den Ecken und organischen Molekülen als verbindende Kanten zwischen diesen Ecken. Der besondere Vorteil: Die Struktur hat eine riesige Oberfläche. Yaghi: "In einem Gramm dieses Materials ist eine Oberfläche von mehreren Fußballfeldern enthalten. Daher kann man viel mehr Gas speichern." Bei ersten Versuchen konnte Yaghi bis zu vier Prozent des Eigengewichts an Wasserstoff bei tiefen Temperaturen speichern. Allerdings sank die Kapazität bei Raumtemperatur auf 0,5 Prozent.
Die Wasserstoffmoleküle werden nicht chemisch, sondern physikalisch gebunden. Yaghi: "Man benötigt keine extremen Drücke oder Temperaturen, um den Wasserstoff aus dem Tank zu kriegen, weil er rein physikalisch durch schwache Kräfte in den Molekülgittern gehalten wird." Eine leichte Reduktion des Druckes im Tank reicht, um den Wasserstoff zu mobilisieren. Yaghi konnte dabei messen, in welcher Reihenfolge die Wasserstoffmoleküle in die Trägersubstanz eingelagert wurden. Yaghi: "Der Wasserstoff wird in die poröse Struktur hineingesogen und setzt sich zuerst in den Ecken fest. Danach lagert er sich an den Kanten an." Derzeit experimentiert Yaghi damit, das Zinkgitter durch Einlagerung anderer organischer Materialien, die die innere Oberfläche weiter vergrößern, zu optimieren. Bei einem Druck von zehn bar ließ sich damit die Wasserstoffaufnahme erheblich steigern. "Wir haben die Speicherkapazität zweimal verdoppelt - erst von 0,5 auf ein und dann auf zwei Prozent. Damit haben wir einen Weg herausgefunden, mit dem wir bis zu den geforderten sechs Prozent kommen könnten - und möglicherweise noch darüber hinaus", erklärt Omar Yaghi. Im Labor könnte sich dieser Wert bereits in zwei bis drei Jahren erreichen lassen, hofft Yaghi. Erste Anwendungen sieht er allerdings nicht im Auto - die neuen Wasserstoffspeicher sollen vielmehr für Notebooks und Mobiltelefone verwendet werden.
[Quelle: Sönke Gäthke]
Die Wasserstoffmoleküle werden nicht chemisch, sondern physikalisch gebunden. Yaghi: "Man benötigt keine extremen Drücke oder Temperaturen, um den Wasserstoff aus dem Tank zu kriegen, weil er rein physikalisch durch schwache Kräfte in den Molekülgittern gehalten wird." Eine leichte Reduktion des Druckes im Tank reicht, um den Wasserstoff zu mobilisieren. Yaghi konnte dabei messen, in welcher Reihenfolge die Wasserstoffmoleküle in die Trägersubstanz eingelagert wurden. Yaghi: "Der Wasserstoff wird in die poröse Struktur hineingesogen und setzt sich zuerst in den Ecken fest. Danach lagert er sich an den Kanten an." Derzeit experimentiert Yaghi damit, das Zinkgitter durch Einlagerung anderer organischer Materialien, die die innere Oberfläche weiter vergrößern, zu optimieren. Bei einem Druck von zehn bar ließ sich damit die Wasserstoffaufnahme erheblich steigern. "Wir haben die Speicherkapazität zweimal verdoppelt - erst von 0,5 auf ein und dann auf zwei Prozent. Damit haben wir einen Weg herausgefunden, mit dem wir bis zu den geforderten sechs Prozent kommen könnten - und möglicherweise noch darüber hinaus", erklärt Omar Yaghi. Im Labor könnte sich dieser Wert bereits in zwei bis drei Jahren erreichen lassen, hofft Yaghi. Erste Anwendungen sieht er allerdings nicht im Auto - die neuen Wasserstoffspeicher sollen vielmehr für Notebooks und Mobiltelefone verwendet werden.
[Quelle: Sönke Gäthke]