Forscher entwickeln Wasserstoff-Batterie aus Ameisensäure und Mangan

Forschende um den Chemiker Henrik Junge am Leibniz-Institut für Katalyse in Rostock haben eine neuartige Wasserstoffbatterie auf der Basis von Ameisensäure und dem Element Mangan entwickelt. Wasserstoff kann dabei in der Säure chemisch gebunden und nach Belieben wieder freigesetzt werden, etwa zur Verstromung in einer Brennstoffzelle.

Die sogenannte Ameisensäure (HCO₂O) entsteht, wenn Kohlenstoffdioxid, Wasserstoff und Aminosäure in einem Katalysator gebunden werden. Das Verfahren ist als katalytische Kohlenstoff-Hydrierung schon länger bekannt und energieeffizienter als die Umwandlung von Wasserstoff in Methan. Zudem geht bei der Ameisensäure-Variante weniger Wasserstoff in Form von Wasser verloren.

Patentantrag bereits eingereicht

Allerdings waren als Katalysatoren bisher immer teure und seltene Edelmetalle wie Rhodium und Iridium notwendig. Das Team aus Rostock hat stattdessen einen Katalysator aus einem Mangan-Komplex entwickelt, der günstiger als andere Katalysatoren sein soll.

Bei der Hydrierung von Aminosäure zu Ameisensäure werden unter Versuchsbedingungen bis zu 93 Prozent des zugegebenen Wasserstoffs chemisch gebunden. Beim Ausspeichern, also der Umwandlung von Ameisensäure zu Wasserstoff und Aminosäure, werden 99 Prozent des eingespeicherten Wasserstoffs wieder frei.

Laut den Forschenden sollen bei dem Vorgang zudem 99,9 Prozent des Kohlendioxids in der Batterie erhalten bleiben. So entstünden keine versteckten CO₂-Emissionen. Da auch die Aminosäure stabil erhalten bleibe, vereinfache dies zudem die Handhabung der Batterie, die demnach nur einmalig mit Aminosäure und CO₂ befüllt werden muss. In Tests durch die Arbeitsgruppe habe sich die Batterie zudem als deutlich effizienter erwiesen als die Modelle anderer Forscherteams.

Die Ergebnisse aus Rostock erschienen im Mai im wissenschaftlichen Journal „Nature Energy“ und zählen noch zur Grundlagenforschung. Trotzdem könnte die Technologie laut dem Fachblatt "pv magazine" einen schnellen Weg zur Markteinführung finden. Peter Sponholz, Leiter der Forschungs- und Entwicklungsabteilung der Hamburger Apex Group, einem nicht börsennotierten Wasserstoff-Unternehmen, hat an der Publikation mitgeschrieben. Zudem habe Apex bereits einen Antrag auf ein Patent auf das Verfahren gestellt.

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