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Ein neues Katalysatormaterial macht das Speichern von Sonnen- oder Windenergie in Form von Wasserstoff effizienter und kostengünstiger. Entwickelt haben das Material Forschende am Paul-Scherrer-Institut (PSI) und an der Forschungsanstalt Empa.

(sda) Um Energie aus erneuerbaren Quellen zu speichern und zu transportieren, setzen Fachleute auf Wasserstoff: Solar- oder Windenergie betreiben eine Elektrolysezelle, in der Wassermoleküle in Sauerstoff und Wasserstoff gespalten werden. Der Wasserstoff dient dann als Energieträger, lässt sich in Tanks speichern, transportieren und kann beispielsweise Fahrzeuge mit Brennstoffzelle antreiben.

Forschende des PSI und der Empa stellen nun ein neues Katalysatormaterial vor, das die Spaltung der Wassermoleküle beschleunigt und zugleich kostengünstig ist, wie das PSI am Montag mitteilte. Davon berichten die Forschenden im Fachblatt «Nature Materials».

Photovoltaikmaterial für die Elektrolyse

Bisher seien Katalysatoren für die Elektrolyse nämlich entweder günstig, aber ineffizient oder effizient, aber teuer gewesen, weil sie unter anderem Edelmetalle wie Iridium enthielten, erklärte PSI-Forscherin Emiliana Fabbri gemäss der Mitteilung. «Wir wollten einen effizienten Katalysator entwickeln, der zudem günstig ist, weil er ohne Edelmetalle auskommt.»

Bei dem Material handelt es sich um einen sogenannten Perowskit, eine komplexe Verbindung aus Barium, Strontium, Kobalt, Eisen und Sauerstoff. Perowskite haben bisher insbesondere im Bereich der Photovoltaik für Furore gesorgt, weil Perowskit-Solarzellen Solarenergie zum Billigtarif liefern könnten, wenn sie die Marktreife erreichen.

Im Falle des Katalysatormaterials gelang es den Forschenden erstmals, ein Verfahren zu entwickeln, um den Perowskit in Form winziger Nanopartikel zu erzeugen. Diese winzigen Partikel zum Katalysator zusammenzusetzen, mache seine Oberfläche besonders gross und die chemische Reaktion damit besonders effizient, schrieb das PSI.

Erste Praxistests bestanden

Das Herstellungsverfahren und das Material haben auch bereits die ersten Praxistests bestanden, wie es weiter hiess. Das Verfahren, das auf einem sogenannten Flame-Spray-Gerät beruht, lasse sich leicht in den industriellen Massstab erweitern, um grosse Mengen des Materials herzustellen.

Eine industrielle Elektrolysezelle arbeitete zudem mit dem neuen Perowskit zuverlässiger als mit einem konventionellen Iridium-Oxid-Katalysator. Das neue Material könnte somit eine wichtige Basis für eine neue Generation von Elektrolysezellen werden.

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