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TU Berlin

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Forschung

Trinkwasser, Wasserstoff und Strom aus dem Meer gewinnen

Mittwoch, 25. Mai 2016

Lupe

Die trockensten Wüsten der Erde grenzen häufig an Ozeane. Gleichzeitig sind sie die Regionen mit einem Trinkwasserproblem. Sonnenlicht wiederum gibt es im Überfluss, mit dessen Hilfe aus dem salzigen Meerwasser zunächst Wasserstoff als solarer Energiespeicher erzeugt werden kann, aus dem dann „on demand“ Trinkwasser und nutzbarer Strom gewonnen werden. Für diese Reaktionskaskade aber braucht man maßgeschneiderte Funktionsmaterialien, sogenannte Selektivkatalysatoren.

Mit ihrer Erforschung beschäftigt sich ein neues Verbundprojekt am Fachgebiet Elektrochemische Katalyse und Materialien. Unter Leitung von Prof. Dr. Peter Strasser sollen die chemischen Grundlagen der Herstellung, Struktur, Lebensdauer und Leistungsfähigkeit solcher neuartiger reversibler Katalysatormaterialien für gekoppelte katalytische Reaktionskaskaden untersucht werden.

Salziges Meerwasser mit Sonnenlicht in Trinkwasser zu verwandeln, beruht auf der elektrolytischen Spaltung von Wasser in Wasserstoff durch elektrischen Strom. Die Verwendung von Reinstwasser ist dabei eine wichtige Voraussetzung, da sonst störende katalytische Nebenreaktionen stattfinden können. Reinstwasser ist aber eine Ressource, die in den sonnenreichen Gegenden meist nicht ausreichend verfügbar ist.

Durch die Entwicklung von Selektivkatalysatoren für die elektrochemische Wasserelektrolyse könnte es jedoch möglich werden, selbst stark salzhaltiges Meerwasser für die Spaltung von Wasser mit Hilfe von Sonnenlicht einzusetzen. Der dabei entstehende gasförmige Wasserstoff kann anschließend elektrokatalytisch mit Luftsauerstoff in der Umkehrreaktion zur Reaktion gebracht werden, woraus Reinstwasser und Strom erzeugt werden. Bisher sind die chemischen Grundlagen solch hochselektiver Katalysatoren für die Meerwasserelektrolyse nicht erforscht. Darüber hinaus wäre es wünschenswert, wenn ein einziger elektrochemischer Reaktor beide Funktionen, also die Meerwasserspaltung und die Umwandlung des molekularen Wasserstoffes in Strom und Reinstwasser, in sich vereinen könnte. Dazu müssen Katalysatoren entwickelt werden, die zugleich sehr flexibel und spezialisiert sind.

Die DFG fördert das Vorhaben mit 300 000 Euro. Die TU-Chemiker arbeiten mit Partnern von der Max-Planck-Gesellschaft und der FU Berlin zusammen.

tui/sn "TU intern" Mai 2016

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