Nano-Pralinen speichern Wasserstoff
27.12.2021
Innovative Ideen zum Energieträger der Zukunft
Hamburg, 27.12.2021 - Ein innovativer Ansatz kann Nanoteilchen zu einfachen Speichern für Wasserstoff machen. Das leicht flüchtige Gas gilt als vielversprechender Energieträger der Zukunft und soll unter anderem Flugzeuge, Schiffe und Lastwagen klimaneutral antreiben sowie eine emissionsfreie Produktion von Stahl und Zement erlauben. Die Speicherung von Wasserstoff ist bislang allerdings aufwendig: Entweder wird das Gas in Drucktanks bei bis zu 700 bar aufbewahrt oder aber in flüssiger Form, wobei es bis auf minus 253 Grad Celsius abgekühlt werden muss – beide Verfahren kosten zusätzlich Energie.
Ein von DESY-Forscher Andreas Stierle geleitetes Team hat die Grundlage für eine neue Methode erarbeitet – die Speicherung mit winzigen, nur 1,2 Nanometer großen Nanoteilchen aus dem Edelmetall Palladium. Zwar ist schon länger bekannt, dass Palladium Wasserstoff aufsaugen kann wie ein Schwamm. „Allerdings ist es bislang ein Problem, den Wasserstoff wieder aus dem Material herauszubekommen“, erläutert Stierle. „Deshalb versuchen wir es mit Palladium-Teilchen, die lediglich rund einen Nanometer messen.“ Ein Nanometer ist ein millionstel Millimeter.

Damit die Winzlinge hinreichend stabil sind, werden sie durch einen Kern aus dem seltenen Edelmetall Iridium stabilisiert. Zusätzlich sind sie auf Graphen fixiert, einer extrem dünnen Lage aus Kohlenstoff. „Auf Graphen können wir die Palladiumteilchen in Abständen von nur zweieinhalb Nanometern verankern“, berichtet Stierle, der das DESY-NanoLab leitet. „Das Ergebnis ist eine regelmäßige, periodische Struktur.“ Das Team, zu dem auch Forscherinnen und Forscher der Universitäten Köln und Hamburg gehören, hat seine Arbeit im Fachblatt „ACS Nano“ der Amerikanischen Chemischen Gesellschaft (ACS) veröffentlicht.
An DESYs Röntgenlichtquelle PETRA III ließ sich verfolgen, was beim Kontakt der Palladium-Teilchen mit Wasserstoff passiert: Der Wasserstoff bleibt im Wesentlichen an ihren Oberflächen haften – in das Innere der Klümpchen dringt kaum etwas ein. Bildlich gesprochen ähneln diese Nanoteilchen einer Praline: In der Mitte befindet sich eine Iridium-Nuss, umhüllt von einer Marzipanschicht aus Palladium, ganz außen folgt als Schoko-Überzug der Wasserstoff. Zur Entladung des Speichers reicht eine leichte Erwärmung: Da die Gasmoleküle sich nicht den Weg aus dem Inneren bahnen müssen, löst sich der Wasserstoff rasch von der Teilchen-Oberfläche ab.
„Als nächstes wollen wir herausfinden, welche Speicherdichten wir mit der neuen Methode erreichen könnten“, sagt Stierle. Bevor jedoch an einen praktischen Einsatz zu denken ist, gibt es noch manche Herausforderung zu meistern. So dürften andere Formen von Kohlenstoffstrukturen besser als Graphen als Trägermaterial geeignet sein – hier denken die Fachleute über Kohlenstoffschwämme mit winzigen Poren nach. In ihnen sollten sich die Palladium-Nanoteilchen in nennenswerten Mengen unterbringen lassen.

Melden Sie sich zum Newsletter an und wir informieren Sie aktuell über neue Meldungen auf nordic market.

Merck präsentiert neue Daten zu Evobrutinib: erster BTKi mit anhaltender klinischer Wirkung über Behandlungszeitraum von 3,5 Jahren bei RMS
26.10.2022 Merck: Neue Daten zu Evobrutinib - die vorgestellten Daten sind ein Indikator für die langfristigen positiven Effekte von Evobrutinib als potenziell klassenbeste Therapie für RMS-Patienten.

Merck untermauert auf ECTRIMS mit breitem Portfolio zu Multipler Sklerose (MS) sein Engagement für Therapiefortschritte
26.10.2022 Merck hat die Vorstellung von 39 Abstracts im Rahmen der 38. Jahrestagung des European Committee for Treatment and Research in Multiple Sclerosis (ECTRIMS) angekündigt.

Norddeutschland - Nationale Hafenstrategie
21.11.2022 Nationale Hafenstrategie: Konferenz der Wirtschafts- und Verkehrsminister der Küstenländer in Hamburg fordert mehr finanzielles Engagement des Bundes bei den Seehäfen

BAB und Starthaus eröffnen Veranstaltungsraum in Bremen
21.11.2022 Die Förderbank für Bremen und Bremerhaven , Starthaus - BAB LAB für Veranstaltungen, Workshops und Seminare im Herzen Bremens

Premium AEROTEC Single Aisle Brake Manifold
Premium AEROTEC druckt nun auch für die A320 in Serie
10.05.2022 Premium AEROTEC ist internationaler Vorreiter im Bereich des metallischen 3D-Drucks im Flugzeugbau.

Gea RAY® 125 Gefriertrockners
GEA erhält von Pol's Zuschlag für neue Gefriertrocknungssysteme
14.02.2022 GEA erhält von Pol's zum dritten Mal den Zuschlag für neue Gefriertrocknungssysteme