Es ist ein ganz großes Thema unserer Zeit: die Erzeugung und Verwendung von Wasserstoff. Wasserstoff als solches kann man ja nirgends rein auf der Erde finden, man muss es entweder aus Kohlenwasserstoffen oder aus Wasser erzeugen. Das geht natürlich nicht zum Nulltarif, speziell die Elektrolyse ist sehr energieaufwendig.
Für die Zerlegung von Methan („Erdgas“) ist die sogenannte Dampfreformierung die heute meist verwendete Methode: Mit Wasserdampf wird faktisch das Methan CH4 gespaltet, Wasserstoff entsteht. Der große Nachteil: Es entsteht CO2, was heutzutage natürlich nicht mehr erstrebenswert ist.
In Leoben beschäftigen sich die Forscher rund um Stefan Wibner am Institut für Nichteisenmetalle mit einer anderen Technologie, die hier viel besser abschneidet: Die sogenannte Pyrolyse (eine Art Spaltung chemischer Verbindungen mit Hitze), unterstützt von Katalysatoren. „Gas wird in eine heiße Metalllegierung eingeleitet und beginnt sich dabei zu zersetzen. Es entsteht einerseits Wasserstoff und andererseits pulverförmiger Kohlenstoff“, erklärt David Scheiblehner, der sich speziell mit dem Thema Legierungen beschäftigt.
Die Technologie als solche kennt man schon lange, aber großtechnisch war sie bisher nicht interessant. Jetzt, wo alle Betriebe händeringend nach Möglichkeiten suchen, den CO2-Fußabdruck zu verkleinern, werden diese Methoden interessant.
In Leoben ist das Thema Wasserstoff eine große Sache - ein eigenes Wasserstoff-Forschungszentrum wird im Herbst eröffnet. Aber schon jetzt arbeiten zahlreiche Institute an verschiedenen Fragestellungen - mehr als 100 Forscher (der insgesamt 1000 an der Montanuni) widmen sich der Wasserstoffforschung.
Für die Wissenschaftler am Institut für Nichteisenmetalle geht es vor allem darum, geeignete Legierungen zu finden, die als Katalysator dienen. In Frage kommen Materialien wie Nickel, Zinn, Wismut, Gallium, Kupfer und andere. Die Legierung muss flüssig sein, die Blasenbildung beim Hochsteigen von Methan ist entscheidend, die Legierung soll nicht zu kostspielig sein und möglichst lange anhalten. In eigenen Reaktoren, also Reaktionsgefäßen wird dies in kleinem Maßstab erprobt. Später wird eine große Anlage eine industrienähere Forschung ermöglichen. „Interessanterweise ist bei diesem Prozess das Hochskalieren von einer kleinen Anlage zu einer größeren eher ein Vorteil“, erzählt Mitarbeiter Andreas Sprung.
Die konkrete Anwendung steht in diesem Projekt, das aus eigenen Mitteln der Montanuni Leoben finanziert wird, aber nicht im Vordergrund: „Es geht uns vor allem darum zu verstehen, was genau in der Schmelze passiert und wie wir diese Legierung verbessern und optimieren können,“ sagt Scheiblehner. Der Wasserstoff, der entsteht, ist nicht völlig rein - aber für industrielle Zwecke, etwa für metallurgische Prozesse, ist das aber gut genug. Tatsächlich war beim Lokalaugenschein im Labor gerade Kollege David Neuschitzer damit beschäftigt, Vertretern einer internationalen Firma für Industrieanlagenbau die vielversprechenden Experimente vorzuführen.
Aber auch der entstehende pulverförmige Kohlenstoff, der auf der Legierung aufschwimmt, ist gefragt und kann vielfältig verwendet werden. So dient er etwa als Grundlage für Düngemittel oder als Zuschlag in der Bauindustrie.
