Mit Ruthenium wird Wasserstoff bald billiger

Haotian Wang von der Rice University hat eine neue Elektrode entwickelt, die Ruthenium nutzt. Das Element kostet nur ein Achtel dessen, was für Iridium zu bezahlen ist und ermöglicht eine preisgünstigere Herstellung von Wasserstoff.

Für seinen Katalysator nutzt Wang Rutheniumdioxid (RuO₂). In reiner Form erfüllt dieses Material die Ansprüche der Wasserstofferzeuger allerdings nicht. Es hat eine zu kurze Lebensdauer. Wang hat das Problem durch Zugabe von Nickel gelöst, ein ebenfalls vergleichsweise billiges Element.

Das Team konnte zeigen, dass eine Anode aus mit Nickel dotierten RuO₂-Nanopartikeln in einem Elektrolyseur mehr als 1.000 Stunden durchhält, allerdings bei einer Stromdichte von nur 200 Milliampere pro Quadratzentimeter. Anoden aus reinem RuO₂ begannen dagegen schon nach einigen 100 Stunden zu zerfallen.

Stromdichte reicht noch nicht

Da wir diesen Stabilitätsmeilenstein erreicht haben, besteht unsere Herausforderung darin, die Stromdichte um mindestens das Fünf- bis Zehnfache bei gleichbleibender Stabilität zu erhöhen. Das ist sehr herausfordernd, aber möglich. Je höher die Stromdichte, desto größer die Wasserstoffausbeute pro Zeiteinheit.

Wang sieht die Notwendigkeit, neue Katalysatoren zu entwickeln, als dringlich an. Die jährliche Produktion von Iridium wird uns nicht helfen, durch Elektrolyse die Menge an Wasserstoff zu produzieren, die wir künftig brauchen". Andere Methoden zur Wasserstofferzeugung, etwa die thermische Spaltung von Wasser oder die biologische Produktion, seien noch zu teuer oder zu uneffektiv. (pte)

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