Forschung
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04.03.2022

Nanoteilchen befeuern Wasserstoffproduktion

Nanoteilchen befeuern Wasserstoffproduktion

Forscher der University of California, Santa Cruz haben Aluminium so modifiziert, dass es seine wasserspalterische Tätigkeit für längere Zeit ausübt. Aluminium ist ein hochreaktives Metall, das Wassermolekülen den Sauerstoff entreißen kann, sodass Wasserstoff übrig bleibt. In der Praxis funktionierte das bisher nicht, denn Aluminium hüllte sich blitzschnell in eine oxidische Hülle ein, sodass die erwünschte Reaktion blitzschnell stoppte.

„Wasserstoff sprudelt wie verrückt“

Scott Oliver und sein Team haben aus einer Legierung, die neben Aluminium Gallium enthält, nanometergroße Partikel geformt. Werden diese bei Raumtemperatur in Wasser geschüttet, gibt es eine anhaltende Reaktion. „Der Wasserstoff sprudelt wie verrückt. So etwas habe ich noch nie gesehen“, sagt Oliver. Zusätzliche Energie benötigt der Prozess laut dem Forscher nicht. Auf diese Weise ließen sich 90 Prozent des im Wasser enthaltenen Wasserstoffs freisetzen.

Die Reaktion von Aluminium und Gallium mit Wasser ist seit den 1970er-Jahren bekannt. Sie funktioniert, weil Gallium, eine Flüssigkeit knapp über Raumtemperatur, die passivierende Aluminiumoxidbeschichtung entfernt und einen direkten Kontakt von Aluminium mit Wasser ermöglicht. Oliver und sein Team haben das Verfahren jetzt so verbessert, dass praktische Anwendungen denkbar erscheinen.

Recycling von Gallium drückt Kosten

Bakthan Singaram, Professor für Chemie und Biochemie, der zum Entwicklerteam gehört, hatte die Idee, einen Doktoranden mit Nanopartikeln experimentieren zu lassen, deren Anteil an Gallium stark unterschiedlich war. In bisherigen Versuchen war nur wenig Gallium in der Legierung vorhanden, weil das Element selten und damit teuer ist. Es stellte sich heraus, dass die Effektivität zunahm, wenn der Galliumanteil erhöht wurde. Ein Verhältnis von drei Teilen Gallium und einem Teil Aluminium brachte die besten Ergebnisse. Das Gallium entfernt nicht nur das Oxid vom Aluminium, sondern sorgt auch dafür, dass die Nanopartikel nicht verklumpen und so ihre Wirkung verlieren, wie elektronenmikroskopische Untersuchungen zeigten. Dass Gallium teuer ist fällt nicht so sehr ins Gewicht. Bei der Aufbereitung der erschöpften Nanopartikel wird es zurückgewonnen und kann erneut eingesetzt werden.

(Quelle: pressetext Nachrichtenagentur GmbH)

Schlagworte

AluminiumGalliumWasserstoffWasserstoffproduktion

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