Massen-H₂-Produktion mit MX₂-Katalysatoren

Veröffentlicht am13. August 201710. Mai 2022Autorgh

Billiger Wasserstoff

Wasserstoff-Gewinnung ist bislang energieaufwändig und daher teuer. Das veranlasste US-Wissenschaftler um Brandon Wood und Yuanyue Liu der kalifornischen Ex-Waffenschmiede Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), auf Materialien aus der Gruppe der Übergangsmetall-Dichalkogenide (MX2) zu setzen. Sie entwickelten einen kostengünstigen Katalysator, der die Effektivität der Elektrolyse drastisch verbessert und verbilligt. Denn die bisher gebräuchlichen Katalysatoren mit Edelmetallen und sind auf Dauer zu teuer. Ein Artikel in nature energy.

Mit Quantenmechanik zum Ziel

Die Wissenschaftler um Wood und Liu setzen – wie gesagt – auf die Gruppe der Übergangsmetall-Dichalkogenide (MX₂). Bislang kommen MX₂-Materialien auf Basis von Wolfram und Molybdän zum Einsatz, die jedoch einen entscheidenden Nachteil haben: Katalytisch wirksam sind nur die exponierten Stellen an der Oberfläche, also nur ein kleiner Teil des gesamten Katalysators. Das Team versuchte deshalb, die grundlegenden elektronischen Faktoren zu entschlüsseln, die verhindern, dass auch das Innere des porösen Materials katalytisch aktiv ist. Dieses Wissen nutzten sie, um am Computer MX₂ zu entwickeln – effektiver als das konventionelle.

Auf der Basis der Berechnungen am LLNL experimentierten Forscher der Rice University in Houston mit den alternativen MX₂-Materialien Tantal- und Niob-Disulfid. Mit einer geringen Menge an Katalysatormaterial lasse sich eine hohe Wirkung erzielen, lobt Wood seine Kollegen. „Das ist ein großer Vorteil für die großtechnische Nutzung des Prozesses, weil es überflüssig ist, aufwändige Techniken einzusetzen, wie etwa die Nanostrukturierung von Materialien“, so Wood.

->Quellen:

llnl.gov/news/it%E2%80%99s-something-water-llnl-scientists-extract-hydrogen-potential-fuel-source
Yuanyue Liu, , Brandon C. Wood et al. Self-optimizing, highly surface-active layered metal dichalcogenide catalysts for hydrogen evolution; in: Nature Energy 6, Article number: 17127 (2017), doi:10.1038/nenergy.2017.127
pressetext.com/#news/20170811018
nature.com/articles/nenergy2017127
researchgate.net/profile/Brandon_Wood

EU-Kommission gibt Weg frei für Förderung von 24 deutschen IPCEI-Wasserstoffprojekten

BMWK: Wichtiger Meilenstein für Wasserstoffhochlauf in Deutschland Die Europäische Kommission hat 24 deutsche Projekte des „IPCEI Wasserstoff“ (Important Project of Common European Interest) genehmigt. Die deutschen Projekte sind Teil der sogenannten „Infrastruktur-Welle“ (Hy2Infra) des IPCEI Wasserstoff mit insgesamt 33 Projekte mehrerer EU-Länder, die gemeinsam die beihilferechtliche Genehmigung erhalten haben. Nach der Genehmigung auf EU-Ebene am 15.02.2024 werden nun die nationalen Förderbescheide ausgestellt. Die Bundesregierung und die jeweiligen Bundesländer planen sich mit rund 4,6 Mrd. Euro an den deutschen IPCEI-Wasserstoffinfrastrukturprojekten zu beteiligen.
„Dreifachkrise aus Klimawandel, Biodiversitätsverlust und Verschmutzung der Ökosysteme“

Bericht der Bundesregierung zur Kreislaufwirtschaft Als Unterrichtung durch die Bundesregierung (20/10950) liegt nun der Bericht „Kreislaufwirtschaft – Herausforderungen und Wege der Transformation“ vor, meldet der parlamentseigene Pressedienst heute im bundestag. Der Bericht spricht von einer „Dreifachkrise aus Klimawandel, Biodiversitätsverlust und Verschmutzung der Ökosysteme“. In dem Papier werden Inhalte weiterer Transformationsberichte gebündelt, die in die Überarbeitung der Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie eingehen sollen, heißt es. (Grafik: Transformationsbericht der Bundesregierung zur Kreislaufwirtschaft – Transformationsbereiche, Off-track-Indikatoren, Maßnahmen – © BMUV)
H&M Group gründet Kreislauf-Tochter Syre

Neues Unternehmen für Textil-zu-Textil-Recycling von Polyester Das gemeinsam mit Vargas Holding gegründete Unternehmen Syre, das auch von TPG Rise Climate unterstützt werde, zielt laut einer Medienmitteilung von H&M (vom 06.03.2024) darauf ab, das Textil-zu-Textil-Recycling von Polyester rasch auszuweiten und zu einer nachhaltigeren Textilindustrie beizutragen. Die H&M Group hat mit Syre eine Abnahmevereinbarung im Wert von insgesamt 600 Mio. USD über einen Zeitraum von sieben Jahren abgeschlossen. Damit wird ein erheblicher Teil des langfristigen Bedarfs der H&M Group an recyceltem Polyester gedeckt, das derzeit hauptsächlich aus rPET-Flaschen zu Textilien verarbeitet wird.
Effizientere Methode zur Lithium-Gewinnung aus Bergbau, Ölfeldern und Altbatterien

Fünfmal mehr als mit herkömmlihen Methoden Chemiker des Oak Ridge National Laboratory (ORNL) des US-Energieministeriums haben eine effizientere Methode zur Extraktion von Lithium (Delithierung) aus Abfallflüssigkeiten entwickelt, die aus Bergwerken, Ölfeldern und gebrauchten Batterien stammen. Sie wiesen laut einer Medienmitteilung vom 16.04.2024 auf der Webseite des ORNL nach, dass ein gewöhnliches Mineral mindestens fünfmal mehr Lithium adsorbieren kann, als dies mit zuvor entwickelten Adsorptionsmitteln möglich ist. (Grafik: Aluminiumhydroxid kann in einem einzigen Schritt 37 mg Lithium pro Gramm rückgewinnbares Sorptionsmittel extrahieren – Grafik © Jayanthi Kumar, Parans Paranthaman und Philip Gray_ORNL, U.S. Dept. of Energy)
EU-Kommission genehmigt neue benzin- und dieselfreie Zone in Stockholm

Vorbild für andere Großstädte? Die EU-Kommission hat die Einrichtung einer neuen Umweltzone im Stockholmer Stadtzentrum genehmigt, berichtet Charles Szumski am 19.04.2024 in EURACTIV. Dort sollen ab 2025 Benzin- und Dieselautos komplett verboten werden. Im vergangenen Jahr beschloss die grün-rote Koalition der schwedischen Hauptstadt die Einführung einer Umweltzone der Klasse 3. Dadurch werden Benzin- und Dieselautos praktisch aus diesem Gebiet verbannt (Euractiv berichtete).
19 Prozent Einkommensverlust weltweit durch Klimawandel bis 2050

36 Billionen Euro Schäden pro Jahr Selbst wenn Treibhausgas-Emissionen sofort drastisch reduziert würden, müsste die Weltwirtschaft aufgrund des Klimawandels bis 2050 bereits mit einem Einkommensverlust von 19 Prozent rechnen, so die am 17.04.2024 veröffentlichte Medienmitteilung des des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) über eine in Nature veröffentlichte Studie. Diese Schäden sind sechsmal höher als die Vermeidungskosten zur Begrenzung der globalen Erwärmung auf zwei Grad. Auf der Grundlage von empirischen Daten aus mehr als 1.600 Regionen der letzten 40 Jahre haben PIK-Forschende die zukünftigen Auswirkungen veränderter klimatischer Bedingungen auf das Wirtschaftswachstum berechnet. (Grafik: Einkommensveränderungen bis 2049 im Vergleich zu einer Wirtschaft ohne Klimawandel – © Kotz et al., Nature, PIK-Potsdam)
Verbesserung der Kreislaufwirtschaft in Textilindustrie und Textilmaschinenbau

Projekt CirclE dank 10 R-Strategien Nur etwa 12 Prozent aller Materialien in der Textilindustrie werden gegenwärtig recycelt. Gemeinsam mit den Deutschen Instituten für Textil- und Faserforschung (DITF) forscht das International Performance Research Institute (IPRI) an der Verbesserung der Kreislaufwirtschaft in der Textilindustrie und dem Textilmaschinenbau. Bis Februar 2026 soll ein Vorgehensmodell namens „CirclE („Entwicklung eines Einführungskonzepts zur Etablierung der Kreislaufwirtschaft in kleinen und mittleren Unternehmen der Textilindustrie inklusive Textilmaschinenbau“) für die nachhaltige Implementierung von Circular Economy in Klein und Mittelständischen Unternehmen (KMU) entwickelt werden. (Foto: Altkleider-Container – © bernswaelz – auf Pixabay)