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PCs & Komponenten
Veröffentlicht am 17.06.2003 09:41:10
Wasserstoff als Energiequelle wird in Zukunft immer wichtiger. Autos mit Hybrid-Antrieb kreuzen zumindest schon in Versuchsreihen munter auf unseren Straßen und die ersten marktreifen Metallhydridtanks für mobile Geräte –allen voran ist hier die Firma Smart Fuel Cell- „gibt“ es auch schon. Das Prinzip ist klar, nun geht es darum effektivere Befüllungssysteme zu entwickeln. Die Wissenschaftler vom Institut für Nanotechnologie des Forschungszentrums Karlsruhe haben nun eine neuartige Methode entwickelt um einen Metallhydridtank wieder zu befüllen. Dabei benötigt man nicht Stunden wie bisher sondern der Vorgang ist in wenigen Minuten erledigt. Ermöglicht wird dies durch Nanopartikel. Diese wirken als Katalysator wodurch die Aufnahme von Wasserstoff beschleunigt wird.
Dies ist allerdings nur ein Steinchen einer Kathedrale, bis zum Feststoffspeicher der den Markt erobert. So sind z.B. die Speicherdichten recht bescheiden. Von mehr als 10 Prozent träumt man noch nicht einmal. Derzeit sind 4,5 Prozent, die man mit einer Natrium-Aluminium-Verbindung (Natriumalanat: NaAlH4) erreicht, ein recht guter Wert. Die 4,5 Prozent beziehen sich auf das Verhältnis Eigengewicht zu Wasserstoff. Ein „Akku“ mit 1 Kilogramm speichert Wasserstoff von 45 Gramm. Dies ist allerdings nicht so schlecht wie es sich anhört, denn wenn man die Leistung mit herkömmlichen Akkus liefern müsste, übersteigt das Gewicht der derer leicht das 10fache.
Die Speicherdichten sind somit ein wesentlicher Knackpunkt. Im Jahre 1996 ging ein Raunen durch die Wissenschaftsmagazine, das sich bald zu einem frenetischen Applaus aufschwang. Angeblich sei es gelungen mit Graphit-Nanofasern 75 % (!) speichern zu können. Leider war dieses Speicherwunder kein echtes. Reingefallen sind darauf recht viele und der Daimler-Chrysler-Konzern -die Autoindustrie hätte dies ziemlich umgekrempelt- hat wohl am meisten Lehrgeld bezahlt.
Aus den 75 % sind schließlich 5 – 10 % geworden. –Vielleicht war’s ja auch nur ein Kommafehler wie einst beim Spinat…
Der Erfolg führt jedoch trotzdem deutlich über die Festkörperspeicher, also eben über die erwähnten Metallhydriden. Metallhydriden nehmen den Wasserstoff auf, und speichern diesen in ihrer atomaren Struktur. Der große Vorteil gegenüber der gasförmigen Wasserstoffspeicher liegt auf der Hand. Die Speicherung ist normalerweise sehr aufwendig. Die Wasserstoff-Tanks müssen mehrere hundert bar Überdruck und Temperaturen von unter -253 °C halten können. Der absolute Nullpunkt, die tiefstmögliche Temperatur an der sich nichts mehr bewegt –auch kein Inuit geschweige denn ein Atom, liegt zum Vergleich bei -273,15°C. Der Aufwand der zur Kühlung und bei der Isolierung betrieben werden muss ist somit recht hoch. Metallhydriden benötigen keine so extrem niedrigeren Temperaturen und auch immense Drücke müssen nicht standgehalten werden.
Apropos standhalten. Das Wasserstoff am Unglück der Hindenburg schuld sei, hält sich anscheinend noch immer. Wahr ist vielmehr, dass die Hülle der Hindenburg mit einem recht heiklen Anstrich aus Aluminium und Eisenoxid versehen war. Dieses war der eigentliche Grund, und die Hindenburg wäre auch verbrannt – von explodiert kann auch keine Rede sein- wenn man sie mit Helium oder der heißen Luft mancher Politiker gefüllt hätte.
Man braucht also nichts zu befürchten, Wasserstoff wird über kurz oder lang verwendet werden, zunächst in mobilen Geräten wie Notebooks, Campinggeräten, usw. und später sicherlich auch in Autos.
Forschungszentrums Karlsruhe
Robert Wanderer
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