Nicht nur die Produktion von grünem Wasserstoff, sondern auch seine sichere und kompakte Speicherung ist eine große Herausforderung für die Energiewende. Metallhydride könnten eine gute Lösung sein - sie speichern große Mengen an Wasserstoff auf kleinem Raum. Für ihre Produktion werden bisher hochreine Materialien benötigt. Diese zu gewinnen oder herzustellen setzt aber große Mengen an Kohlendioxid frei. Forschende des Helmholtz-Zentrums Hereon haben nun bewiesen, dass sich die Wasserstoffspeicher auch aus recycelten Industrieabfällen herstellen lassen. Das Ergebnis: eine deutlich klimafreundlichere Herstellung der Metallhydride.

Ob Autos, Energie oder Mobiltelefone: Die moderne Gesellschaft basiert auf Metallen und auch unsere Zukunft hängt stark von ihnen ab. Wasserstoff sicher, kompakt und dennoch umweltfreundlich zu speichern, ist nach wie vor eine große Herausforderung. Metallhydride könnten eine attraktive Lösung sein, insbesondere für Anwendungen, bei denen das Volumen und die Sicherheit des Speichersystems eine Rolle spielen - zum Beispiel bei der stationären Speicherung in Wasserstofftankstellen oder auf Schiffen. Hierfür bieten sie eine sehr hohe Speicherdichte. Für die Herstellung dieser Speichermaterialien werden in der Regel hochreine Metalle verwendet. Trotz ihrer Vorteile stellen der Abbau und die großtechnische Herstellung dieser Materialien eine starke Belastung für die Umwelt dar. Sie setzen große Mengen an Treibhausgasen frei, ganz zu schweigen von den Auswirkungen des Rohstoffabbaus auf die Umwelt selbst. Forschende des Hereon-Instituts für Wasserstofftechnologie haben nun gezeigt, dass sich hochwertige Wasserstoffspeicher auch aus weniger reinen Metallabfällen aus der Industrie herstellen lassen. Diese Erkenntnisse ermöglichen es erstmals, eine Strategie der Kreislaufwirtschaft auf die Produktion von Metallhydriden anzuwenden. Dadurch wird ihre Herstellung wesentlich umweltfreundlicher.

"Ansätze der Kreislaufwirtschaft für die Herstellung von Wasserstoffspeichermaterialien zu nutzen, ermöglicht es uns, die Energie-Herausforderungen unserer Zeit auf eine nachhaltigere Weise anzugehen", sagt Dr. Claudio Pistidda, Wissenschaftler am Hereon-Institut für Wasserstofftechnologie.

Jedes Jahr fallen mehrere Millionen Tonnen Metallabfälle an. Das Recycling dieser Materialien ist von entscheidender Bedeutung. Es könnte in vielen Ländern helfen, die ständig steigende Nachfrage nach Metallen besser zu bedienen und so die Bedrohung des Wirtschaftswachstums zu mindern. Obwohl es für die meisten in der Industrie verwendeten Metalllegierungen erfolgreiche Recyclingverfahren gibt, geht immer noch eine erhebliche Menge davon verloren. Wie Hereon-Forschende jetzt zeigen, könnte die Herstellung von Metallhydriden große Mengen dieser Industrieabfälle auffangen, indem dafür ansonsten nicht recycelbare Materialien verwendet werden. Metallhydride scheinen im Gegensatz zu metallischen Legierungen, z.B. für Hochleistungsbauzwecke, ziemlich unempfindlich gegenüber der genauen Legierungszusammensetzung zu sein.

"Unsere Forschung eröffnet einen neuen Weg zur Entwicklung umweltfreundlicher Materialien für Hochleistungs-Wasserstoffspeicheranwendungen", so Pistidda.


Den Artikel finden Sie unter:

https://www.hereon.de/innovation_transfer/communication_media/news/106555/index.php.de

Quelle: Helmholtz-Zentrum Hereon (07/2022)


Publikation:
Shang, Y., Pistidda, C. et al. Sustainable NaAlH4 production from recycled automotive Al alloy (2022) Green Chemistry, 24 (10), pp. 4153-4163. https://doi.org/10.1039/D1GC04709D

Passing, M., Pistidda, C. et al. Development and experimental validation of kinetic models for the hydrogenation/dehydrogenation of Mg/Al based metal waste for energy storage (2022) Journal of Magnesium and Alloys. https://doi.org/10.1016/j.jma.2021.12.005