An der Entwicklung einer neuen Methode zum Erzeugen von Wasserstoff, bei der als Katalysator keine teuren Edelmetalle wie Platin eingesetzt werden, arbeiten Linzer Forscher. Die Rolle des Metalls nimmt in dem innovativen Verfahren ein Polymer auf Basis von Dopamin ein - einer Substanz, die eigentlich als Botenstoff im Nervensystem fungiert.

Philipp Stadler vom Institut für Physikalische Chemie der Universität Linz beschäftigt sich schon seit geraumer Zeit mit Ansätzen, um seltene, teure und giftige Metalle in technischen Prozessen zu ersetzen - so auch bei der Abscheidung von Wasserstoff mittels Elektrolyse. Dabei wird Wasser unter Einsatz von elektrischem Strom in seine beiden Bestandteile, Sauerstoff und Wasserstoff, zerlegt. Letzterer wandert an die etwa aus Platin bestehende Kathode (Minuspol), der Sauerstoff lagert sich um die Anode (Pluspol) an, die etwa aus einer Rutheniumverbindung besteht.

Inwiefern der Einsatz von Wasserstoff in der Industrie tatsächlich breit ausgerollt werden kann, ist eng mit Fragen der Wirtschaftlichkeit, Umweltverträglichkeit und Energieeffizienz bei der Herstellung des zukunftsträchtigen Energieträgers verknüpft. Im Gegensatz zu anderen Ansätzen, bei denen weniger seltene und teure Metalle verwendet werden, fährt das Linzer Team auf der alternativen Schiene, ganz auf metallische Werkstoffe zu verzichten, wie Stadler im Gespräch mit der APA erklärte. Man orientiere sich dabei an Abläufen aus der Natur. So denken die Wissenschafter u.a. über den Bau von Bio-Transistoren und im Endeffekt biologischen Mikrochips nach.

Neurotransmitter als Basis

Im Bereich der Wasserstofferzeugung setzen die Forscher auf sogenannte funktionelle Polymere. "Die Basis bildet ein Dopamin - also eigentlich ein bekannter Neurotransmitter. Wir haben herausgefunden, dass man daraus ein spezielles Polymer machen kann, das auch den elektrischen Strom leiten kann", so der Forscher. In dem besonderen Fall des Polydopamins ist der Stoff biologisch abbaubar und besitzt sogar Eigenschaften, die sonst nur besagten Edelmetallen innewohnen. Diese Erkenntnis - laut Stadler eine Mischung aus "chemischer Intuition" und Erfahrung - führte zur Idee zum Einsatzes in der Wasserelektrolyse, die die Gruppe vor kurzem im Fachmagazin "Advanced Materials" vorgestellt hat.

Bisher kann auf Basis der Technologie im Labor Wasserstoff "im Literbereich" hergestellt werden. Dies soll in naher Zukunft in Richtung eines industriellen Maßstabs hochskaliert werden. Mit der neuen Herangehensweise versuchen die Forscher auch die Parameter, unter denen die herkömmliche Elektrolyse durchgeführt wird, zu erweitern, um den Vorgang etwa auch bei etwas höheren Temperaturen ablaufen zu lassen. "Wir wollen da auch neue Wege beschreiten", sagte Stadler.

In Zukunft möchte man jedenfalls Wasserstoff in größerem Maßstab erzeugen. Gleichzeitig arbeitet das Team an Ideen, das auch in ganz kleinem, "Pocketsize"-Maßstab einzusetzen, "um etwa ein Handy zu betreiben". Das sei denkbar, weil die benötigten Materialien eben ungiftig, billig, aber auch robust und effizient wären. Ebenso denkt man über Möglichkeiten zur reversiblen Speicherung von Wasserstoff nach, so der Wissenschafter, der die Ansätze u.a. mit Kollegen aus Japan im Rahmen des Projekts "SusCat - Sustainable Catalysis" vorantreibt.

Bisher hat das Team in dem Zusammenhang zwei Patente angemeldet. Nun ist man auf der Suche nach Partner aus der Industrie. (apa)