Schall steigert Wasserstoff-Ausbeute effektiv

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RMIT-Doktorandin Yemima Ehrnst präsentiert den Schallerzeuger (Foto: rmit.edu.au)
RMIT-Doktorandin Yemima Ehrnst präsentiert den Schallerzeuger (Foto: rmit.edu.au)

Forscher der RMIT University nutzen „Good Vibrations“, also Schall, zur Produktion von grünem Wasserstoff per Elektrolyse. Wird die Wasserspaltung nämlich durch Strom von hochfrequenten Schallwellen begleitet, steigt die Produktionsrate um das 14-Fache, so die Erkenntnis. Grüner Wasserstoff wird somit deutlich billiger und lässt sich mit weit weniger elektrischer Energie herstellen.

Zwei Einsparoptionen

Bei der Elektrolyse fließt elektrischer Strom über zwei Elektroden in einen Behälter mit Wasser. Der Strom sorgt dafür, dass sich die Wassermoleküle spalten. Es entstehen Sauer- und Wasserstoff in Form von Bläschen, die im Wasser emporsteigen und sich einsammeln lassen.

Die Schallwellen erleichtern zum einen die Wasserspaltung, weil sie Energie in die Moleküle pumpen. Zum anderen sorgen sie dafür, dass die Gasbläschen, die sich an den Elektroden bilden, sofort abgelöst werden und den Stromfluss nicht mehr behindern. Die zweite Einsparoption besteht darin, dass bei diesem Verfahren keine Elektroden aus Edelmetallen wie Platin nötig sind. Es genügt schon das viel billigere Silber. Das werde zum Game Changer für die Senkung der Kosten bei die Herstellung von grünem Wasserstoff, sagt RMIT-Forscher Amgad Rezk.

Keine Blasenbildung

Rezk und seine Doktorandin Yemima Ehrnst haben die Produktionsrate eines Elektrolyseurs im Normalbetrieb und beim Einsatz von Schallwellen ermittelt. Das gute Ergebnis überraschte die Forscher. Sie sparen 27 Prozent an elektrischer Energie ein bei gleicher Produktionsmenge. „Unsere Fähigkeit, Blasenbildung auf den Elektroden durch hochfrequente Vibrationen zu unterdrücken, fördert nicht nur die Leitfähigkeit, sondern schont auch die Elektroden“, ergänzt RMIT-Chemieingenieur Leslie Yeo.

Bisher gelingt das Einbringen von Schallwellen nur in einem Labor-Elektrolyseur. Die Herausforderung für die Wissenschaftler liegt jetzt darin, die „Good Vibrations“ in kommerziell genutzten Elektrolyseuren einzusetzen. Hier hoffen die Forscher auf Hilfe aus der Industrie.