Natürliche Wasserstofferzeugung - Gamechanger der Energiewende?
Wasserstoff ist ein wichtiger Akteur bei der Energiewende, da bei seiner Verbrennung kein Kohendioxid sondern nur Wasserdampf entsteht. Bislang wird er jedoch nahezu ausschließlich durch Aufspaltung von Erdgas gewonnen, wobei auch CO2 entsteht.
An mehreren Instituten erforschen Wissenschaftler daher Methoden Wasserstoff auf alternative Weise zu erzeugen. Ausgangspunkt ist dabei ein Prozess der bei der Entstehung natürlicher Vorkommen von Wasserstoff tief unter der Erdoberfläche als Ursache angesehen wird: die „Serpentinisierung“. Bei diesem geologischen Prozess setzen eisenhaltige Gesteine Wasserstoff als Nebenprodukt chemischer Reaktionen frei. Sie läuft normalerweise bei hohen Temperaturen und unter hohem Druck ab.
Produktion im industriellen Maßstab
„Wir produzieren Wasserstoff aus Gestein“, bringt Toti Larson, Professor an der Jackson School of Geosciences Bureau of Economic Geology, den Vorgang auf den Punkt und betont dabei, dass „es sich um eine nicht-fossilen Erzeugung von Wasserstoff aus eisenhaltigem Erzen handelt, die noch nie in industriellem Maßstab versucht wurde.“
Mit natürlichen Katalysatoren, die Nickel und andere Elemente der Platingruppe enthalten, arbeitet ein Team an der University of Texas in Austin daran, die Wasserstoffproduktion bei niedrigeren Temperaturen und in Tiefen anzuregen, die mit der heutigen Technologie leicht zugänglich sind. Eisenreiche Gesteine kommen überall auf der Welt vor. So hätte die katalysatorgestützte geologische Produktion von Wasserstoff das Potenzial hat, die Wasserstoffproduktion weltweit erheblich zu steigern.
„Natürliche Vorkommen von geologischem Wasserstoff werden überall auf der Welt gefunden, aber in den meisten Fällen sind sie nur gering und daher nicht wirtschaftlich erschließbar, obwohl die Exploration weitergeht“, sagte Esti Ukar, ebenfalls Professorin an der Jackson School und Mitarbeiterin des Projekts. „Wenn wir dazu beitragen könnten, größere Mengen an Wasserstoff aus diesen Gesteinen zu gewinnen, indem wir Reaktionen in Gang setzen, die in der Natur mehrere Millionen Jahre dauern würden, dann könnte geologischer Wasserstoff wirklich einen Wendepunkt darstellen.“
Erste erfolgreiche Tests
Erste Tests im Labormaßstab sind bereits erfolgreich durchgeführt worden. Jetzt erhielt das Forschungsteam einen Zuschuss der Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E) des Energieministeriums in Höhe von 1,7 Millionen Dollar und arbeitet mit Wissenschaftlern der School of Energy Resources der University of Wyoming zusammen, um die Durchführbarkeit dieses Verfahrens in verschiedenen Gesteinsarten in den Vereinigten Staaten zu untersuchen.
Er soll unter anderem dazu verwendet werden, das Verfahren an einer breiten Palette eisenreicher Gesteinsarten in ganz Nordamerika zu testen. So etwa an Basalten aus dem Midcontinent Rift in Iowa, an gebänderten Eisenformationen in Wyoming und an ultramafischem Gestein im Mittleren Westen.
