Geringer Platzbedarf: Ameisensäure im Tank
Aus Ameisensäure gewonnener Wasserstoff kann in flüssiger Form bei Normaltemperatur gespeichert werden. Nach einer erneuten Umwandlung lässt sich damit eine Brennstoffzelle versorgen.
Kai Schuchmann bei seiner Arbeit an Sauerstoff empfindlichen Bakterien im Anaerobenzelt.
Foto: Uwe Dettmar
Das Bakterium Acetobacterium woodii produziert aus Wasserstoff und Kohlendioxid Essigsäure. Doch Forscher an der Universität Frankfurt am Main haben es überlistet. Sie strichen Natrium-Ionen von dessen Speiseplan. Deshalb reicht es nur noch zur Herstellung von Ameisensäure – der Verteidigungswaffe der kleinen Krabbeltiere, von denen die stechend riechende Flüssigkeit ihren Namen hat. Dieser biologische Prozess ist geeignet, Wasserstoff zu speichern, erkannten die Biowissenschaftler Kai Schuchmann und Volker Müller. Und gleichzeitig wird das Klimagas Kohlendioxid zwischengelagert. Der Prozess läuft bei normalem Druck und Zimmertemperatur ab.
Relativ hohe Temperaturen erforderlich
Damit haben die Frankfurter Forscher einen neuen Weg zur Realisierung des Power-to-Gas-Prozesses aufgezeigt. Wasserstoff wird aus überschüssigem Wind- und Sonnenstrom hergestellt. Mit Kohlendioxid aus Biogasanlagen oder Kohlekraftwerken entsteht daraus beim klassischen Prozess synthetisches Erdgas, also Methan. Das funktioniert allerdings erst bei relativ hohen Temperaturen, anders als beim biologischen Verfahren der Frankfurter Wissenschaftler.
Wasserstoff gilt als Energieträger der Zukunft. Da sein Atom nur aus einem einzigen Proton besteht, also extrem klein ist, lässt er sich nur in Behältern aus absolut porenfreiem Material speichern. Zur Verwendung im Auto muss er zudem in Hochdruckflaschen gepresst werden, damit er nicht zu viel Speicherplatz beansprucht. In Form von Ameisensäure gespeichert ist der Raumbedarf weitaus geringer. „Ein Auto mit Brennstoffzelle benötigt circa 45.000 Liter Wasserstoff für 400 Kilometer. Diese Menge ließe sich in circa 75 Litern flüssiger Ameisensäure speichern“, rechnet Schuchmann vor.
So einfach wie Benzin, Diesel oder Kerosin lässt sich Ameisensäure allerdings nicht speichern. Ein normaler Treibstofftank wäre schon nach kurzer Zeit leer, auch wenn das Fahrzeug nicht bewegt wird, denn Ameisensäure verdunstet sehr schnell. Bei Temperaturen unterhalb von acht Grad Celsius erstarrt sie zu einem farblosen Feststoff. Ein Ameisensäuretank muss demnach absolut dicht sein und beheizt werden.
Wie Ameisensäure wieder zu Wasserstoff wird
Die Rückverwandlung von Ameisensäure in Wasserstoff ist schon vor Jahren gelungen. Forscher des Leibniz-Instituts für Katalyse in Rostock entwickelten einen Katalysator, der die Ameisensäure in ihre Bestandteile zerlegt, und das bei Zimmertemperatur. Vorher waren dazu Temperaturen von 200 Grad nötig. Mit einem Aktivkohlefilter wird der so hergestellte Wasserstoff gereinigt. Geeignet ist er zur Versorgung von Brennstoffzellen, die Strom für Elektromotoren und Wärme erzeugen.
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