Langzeitspeicher für grüne Energie

Wasserkraft, Windkraft und Photovoltaik werden immer weiter ausgebaut. An Technologien, wie man die produzierte Energie länger speichern kann, hapert es allerdings. Batterien funktionieren nur als kurz- und mittelfristige Speicherlösungen. Pumpspeicher können Energie zwar lange speichern, benötigen aber ein entsprechendes Gelände. Im Cluster of Excellence „Materials for Energy Conversion and Storage“ wird daher an Technologien geforscht, um Energie über längere Zeit zu speichern. „Im Grunde konzentrieren wir uns auf zwei Konzepte: die Herstellung von Wasserstoff und die Herstellung von synthetischen Kraftstoffen, wo man CO₂ in einen Kraftstoff umwandelt“, sagt der Leiter des Clusters, Prof. Günther Rupprechter von der TU Wien.

Wasserstoffherstellung

Am geläufigsten ist die Elektrokatalyse, bei der Wasser mit Strom in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten wird. „Bei den Elektroden kommen dabei häufig Edelmetalle wie Platin oder Iridium zum Einsatz“, erklärt Rupprechter. Das Problem: Diese Materialien sind teuer und selten, Iridium ist etwa deutlich seltener als Gold oder Platin. Beim Cluster of Excellence geht es darum, diese Materialien durch günstigere zu ersetzen. „Zudem wollen wir Nebenreaktionen an den Elektroden vermeiden“, sagt Rupprechter. Auch die Effizienz darf nicht zu kurz kommen, es soll nämlich möglichst viel Strom in Wasserstoff umgewandelt werden. Gleichzeitig ist die Lebensdauer wichtig. „Hier gilt es, die richtige Balance zu finden“, so Rupprechter.

„Wasserstoff ist im Vergleich zur Herstellung von synthetischen Kraftstoffen noch die einfachere Variante“, sagt Rupprechter – und das, obwohl synthetische Kraftstoffe bereits in großem Stil hergestellt werden. Der Ausgangsstoff dafür ist meist immer noch Erdgas. Dieses könnte in Zukunft idealerweise durch künstliches Erdgas ersetzt werden, das aus CO₂ hergestellt wird. „Was die Forschung in Österreich ausmacht, ist, dass wir die Prozesse auf atomarer Ebene anschauen“, sagt Rupprechter. So wolle man die Vorgänge genau verstehen. Und: „In Zukunft wird es einen Mix aus verschiedenen Speichertechnologien brauchen – sowohl Wasserstoff, als auch synthetische Kraftstoffe.“