Wasserstoff lässt sich kosteneffizient aus Plastikabfällen herstellen

Wasserstoff wird gerne als Alternative zu fossilen Brennstoffen ge­handelt. Das Problem: Energetisch ist es nicht gerade ein Selbstläufer, auch die Kohledioxid-Bilanz sowie die Kosten sind problematisch. Ein neuer Prozess könnte das ändern und ein weiteres Problem beseitigen.

Graphen "bezahlt" die Wasserstoffherstellung

Das Beseitigen ist auch wortwörtlich gemeint, denn Forscher der Rice University in Houston haben einen Weg gefunden, wie man aus Plastikabfällen Wasserstoff gewinnen kann, und zwar mit einer emissionsarmen Methode, die auch in Sachen Kosten mehr als interessant ist. Das jedenfalls behaupten die Autoren der in der Fachzeitschrift Advanced Materials veröffentlichten Studie mit dem Titel "Synthese von sauberem Wasserstoffgas aus Kunststoffabfällen zu Null-Netto-Kosten".

"In dieser Arbeit haben wir Kunststoffabfälle - auch gemischte Abfälle, die nicht nach Sorten sortiert oder gewaschen werden müssen - in ertragreiches Wasserstoffgas und hochwertiges Graphen umgewandelt", sagt Kevin Wyss, Lead-Autor der Studie (via Techxplore). Dabei ist die positive Kostenbilanz in gewisser Weise ein Nebenprodukt, erklärt Wyss: "Wenn das produzierte Graphen zu nur fünf Prozent des aktuellen Marktwerts verkauft wird - ein Preisnachlass von 95 Prozent -, könnte sauberer Wasserstoff kostenlos produziert werden."


"Grüner" Wasserstoff, der mit Wasser und erneuerbaren Energien produziert wird, kostet etwa fünf Euro pro Kilogramm. Billigerer Wasserstoff wird aus fossilen Brennstoffen gewonnen und das ist auch die weltweit am weitesten verbreitete Methode. Dieser stellt den Großteil der 100 Millionen Tonnen Wasserstoff dar, die im Vorjahr verbraucht wurden. Das Problem dabei: Pro Tonne Wasserstoff fallen bei der Herstellung rund zwölf Tonnen Kohlendioxid an.

Flash-Joule-Erhitzung

Die von den Rice-Forschern entwickelte Methode arbeitet mit einer so genannten Flash-Joule-Erhitzung auf 3100 Grad Kelvin. Das Verfahren verdampft den Wasserstoff in den Kunststoffen und hinterlässt Graphen - ein extrem leichtes und haltbares Material, das aus einer einzigen Schicht von Kohlenstoffatomen besteht.

"Als wir die Flash-Joule-Erhitzung entdeckten und sie für die Umwandlung von Kunststoffabfällen in Graphen einsetzten, beobachteten wir, dass eine Menge flüchtiger Gase produziert wurden und aus dem Reaktor schossen", sagte Wyss. "Wir fragten uns, worum es sich dabei handelte und vermuteten eine Mischung aus kleinen Kohlenwasserstoffen und Wasserstoff, aber uns fehlten die Instrumente, um ihre genaue Zusammensetzung zu untersuchen." Diese hat man mittlerweile und konnte die vaporisierten Komponenten nun genauer bestimmen.


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