MIT entwickelt effiziente Methode zur Wasserstoffgewinnung aus Sonnenwärme

Das Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat eine neue Methode zur effizienten Erzeugung von Wasserstoff aus Sonnenwärme entwickelt. Bei dieser Methode, die einen Wirkungsgrad von bis zu 40 Prozent erreichen soll, wird der Wasserstoff direkt mithilfe von Sonnenwärme erzeugt. Bisher galt die Kombination aus Photovoltaik und Elektrolyse als gängige Methode zur Gewinnung von Wasserstoff aus erneuerbaren Energiequellen.

Schon seit einiger Zeit gibt es Forschungsprojekte, die Sonnenhitze zur Herstellung von Wasserstoff nutzen. Ein Beispiel dafür ist das Projekt Hydrosol, an dem auch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) beteiligt ist. Bei diesem Projekt werden riesige Spiegel verwendet, um Sonnenstrahlen auf einen mit Eisenmischoxiden beschichteten Keramik-Absorber zu reflektieren. Bei einer Temperatur von etwa 1200 Grad Celsius geben diese Oxide im Vakuum Sauerstoff ab. Durch das Leiten von Wasserdampf über die Metalle bei etwa 800 Grad Celsius wird der Sauerstoff aus den H₂O-Molekülen aufgenommen und es entsteht Wasserstoff. Die Anlage besteht aus zwei Kammern, die als Absorber dienen und abwechselnd regeneriert werden.

Allerdings geht bei diesem Prozess an zwei Stellen Energie verloren. Zum einen wird Energie für das kontinuierliche Wiederaufheizen des Absorbers benötigt und zum anderen wird Energie für das Erzeugen des Vakuums für die Regeneration des Absorbers aufgewendet. Um den Wärmebedarf zu reduzieren, hat das MIT ein neues Konzept entwickelt. Dabei werden bis zu 50 Reaktorkammern entlang eines horizontalen Fließbands angeordnet, die sich ähnlich wie ein Paternoster aneinander vorbeibewegen. Die Kammern wechseln zwischen einer heißen solarbeheizten Station mit 1500 Grad Celsius und einer kälteren Station mit 1000 Grad Celsius hin und her. Während sie zur kälteren Seite gelangen, geben die aufgeheizten Kammern einen Teil ihrer Wärme durch Strahlung an die gegenüberliegenden Kammern ab, die sich gerade auf dem Rückweg von der kälteren zur wärmeren Seite befinden. Dadurch werden die kühleren Kammern vorab erwärmt und die Energie bleibt im System erhalten.

Trotz des deutlich größeren Potenzials dieser neuen Methode wird dabei nur ein Wirkungsgrad von weniger als sechs Prozent erreicht. Das ist ein erheblicher Unterschied zur Kombination aus den etablierten Technologien der Photovoltaik und Elektrolyse, die derzeit einen Wirkungsgrad von 15 bis 16 Prozent erreicht.

Die direkte Erzeugung von Wasserstoff aus Sonnenwärme hat jedoch weiterhin großes Potenzial. Durch die kontinuierliche Weiterentwicklung und Optimierung der Technologien könnte in Zukunft ein noch effizienterer und nachhaltigerer Weg gefunden werden, um Wasserstoff als Energieträger zu nutzen und somit einen wichtigen Beitrag zur Energiewende zu leisten. Es bleibt spannend zu beobachten, wie sich diese Technologie weiterentwickelt und welche Fortschritte in der Gewinnung von Wasserstoff erreicht werden können.

Schlagwörter: Wasserstoffproduktion + Sonnenwärme + MITVerfahren

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