Wasserstoff gilt im Mix der Zukunft als wichtige Quelle sauberer Energie. Das ist nachvollziehbar, denn Wasserstoff ist leicht herzustellen und hinterlässt bei der Verbrennung nur Wasser.
Wasserstoff: Leicht zu erzeugen, schwer zu lagern
Problematisch ist nur seine Lagerung, denn das Material ist leicht entflammbar. Zwar kann es komprimiert und bei Tiefsttemperaturen in Hochdrucktanks gelagert werden.
Besser wäre indes eine weniger aufwändige Möglichkeit. So gibt es etwa Bestrebungen, das Gas in Pulvern, Pasten und Patronen einzuschließen. Praktikable Lösungen gibt es derzeit noch nicht.
Nun ist Forschenden an der Penn State University im US-amerikanischen Pennsylvania eine überraschende Idee gekommen. Sie wollen Kohle als eine Art Akku verwenden, um darin Wasserstoff zu speichern.
Schon bekannt ist, dass Kohle Methangas gut speichern kann. Das Gas bleibt durch einen als Adsorption bekannten Prozess an dem Material haften.
Spezielle Anlage presst Gas in die Kohle
Die Forschenden wollten wissen, ob das auch mit Wasserstoffgas funktioniert. Deshalb baute das Forschendenteam eine spezielle Anlage, die den Wasserstoff in die Kohle pressen kann.
„Wir haben ein sehr neues und sehr anspruchsvolles Design entwickelt“, sagt Shimin Liu, außerordentlicher Professor für Energie- und Mineraltechnik an der Penn State. „Wir haben Jahre gebraucht, um herauszufinden, wie man das richtig macht. Wir mussten ein Experimentiersystem entwerfen, das auf unseren früheren Erfahrungen mit Kohle und Schiefer basiert.“
Tatsächlich waren die Versuche überaus erfolgreich, obschon es Unterschiede bei der verwendeten Kohle gab. Dabei beruht die Fähgkeit der Kohle, Gas einzuschließen, auf ihrer einzigartigen Komposition.
„Viele Menschen definieren Kohle als ein Gestein, aber in Wirklichkeit ist sie ein Polymer“, so Liu. „Sie hat einen hohen Kohlenstoffgehalt mit vielen kleinen Poren, die viel mehr Gas speichern können. Kohle ist also wie ein Schwamm, der im Vergleich zu anderen kohlenstofffreien Materialien viel mehr Wasserstoffmoleküle aufnehmen kann.“
Hoffnung für Kohleregionen
Jetzt wollen die Forschenden untersuchen, wie schnell Wasserstoff in und aus verschiedenen Arten von Kohle gepumpt werden kann. Besonders interessant finden sie dabei den Aspekt, dass ihre Forschung den Gemeinden, die von der Abkehr von der Kohle hart getroffen wurden, Hoffnung geben könnte.
„Bei der Energiewende sind es die Kohlegemeinden, die wirtschaftlich am stärksten betroffen sind“, sagt Liu. „Dies ist sicherlich eine Gelegenheit, die Kohleregionen neu zu nutzen.“
Die Forschungsergebnisse wurden in der Zeitschrift Applied Energy veröffentlicht.
