Eine Lösung für die Herausforderungen bei der Wasserstoffspeicherung: Ein internationales Wissenschaftlerteam hat einen Weg gefunden, flüchtigen Wasserstoff in einem auf Lignin basierenden Flugzeugtreibstoff zu speichern und wieder freizusetzen, was neue Möglichkeiten für eine nachhaltige Energieerzeugung eröffnen könnte.
Energiereicher und emissionsfreier Kraftstoff
In einer neuen Studie, die im „International Journal of Hydrogen Energy“ veröffentlicht wurde, zeigen Bin Yang, Professor an der Washington State University, und seine Kollegen, dass ein von ihnen entwickelter Flugzeugtreibstoff auf Ligninbasis Wasserstoff chemisch in einer stabilen flüssigen Form binden kann. Die Forschungsergebnisse haben zahlreiche potenzielle Anwendungen in den Bereichen Kraftstoffe und Verkehr und könnten letztlich dazu beitragen, das Potenzial von Wasserstoff als energiereicher und emissionsfreier Kraftstoff zu nutzen.
„Diese neue Technologie auf der Basis von Lignin-Düsentreibstoff könnte eine effiziente, hochdichte Wasserstoffspeicherung in einem leicht zu handhabenden, nachhaltigen Flugzeugtreibstoff ermöglichen, wodurch die Notwendigkeit von Drucktanks für die Lagerung und den Transport entfällt“, so Yang.
Neue Methode der Wasserstoffspeicherung
Für die Studie haben Forscher der WSU, des Pacific Northwest National Laboratory, der University of New Haven und von Natural Resources Canada versucht, eine der größten Herausforderungen bei der Verwendung von Wasserstoff als Kraftstoff zu lösen. Die geringe Dichte des leichtesten Elements und seine explosive Natur machen Lagerung und Transport technisch schwierig, ineffizient und teuer.
In dem Artikel vom Januar wird beschrieben, wie das Forscherteam die neue Methode der Wasserstoffspeicherung durch chemische Reaktionen entdeckte, bei denen aromatische Kohlenstoffe und Wasserstoff aus Lignin-Treibstoff gewonnen werden. Dieser experimentelle Treibstoff wurde von Yangs Labor auf der Basis von Lignin entwickelt, einem organischen Polymer, das in Pflanzen vorkommt. „Wasserstoff ist ein vielseitiger Energieträger, der den USA helfen könnte, ihre Ziele für eine emissionsfreie Mobilität, die Integration erneuerbarer Energien und die Dekarbonisierung der Industrie zu erreichen“, sagte Yang.
Entwicklung eines KI-gesteuerten Katalysators
Die Entdeckung eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten für den von Yang an der WSU entwickelten Lignin-Kraftstoff, der in einem neuen kontinuierlichen Verfahren aus landwirtschaftlichen Abfällen hergestellt wird. Experimente haben gezeigt, dass dieser nachhaltig hergestellte Kraftstoff die Leistung und Effizienz von Motoren steigern könnte, ohne die umweltschädlichen Aromaten zu enthalten, die in herkömmlichen Kraftstoffen enthalten sind.
„Diese Innovation bietet vielversprechende Möglichkeiten für die Kompatibilität mit der bestehenden Infrastruktur und die wirtschaftliche Tragfähigkeit einer skalierbaren Produktion“, so Yang. „Sie könnte dazu beitragen, ein synergistisches System zu schaffen, das die Effizienz, die Sicherheit und die ökologischen Vorteile sowohl von nachhaltigen Flugkraftstoffen als auch von Wasserstofftechnologien erhöht.“
Als Nächstes werden die WSU-Forscher mit Wissenschaftlern der University of New Haven zusammenarbeiten, um einen KI-gesteuerten Katalysator zu entwickeln, der die Reaktionen verbessert und vervollständigt, um sie effizienter und kostengünstiger zu machen. Die Arbeit wurde vom U.S. Department of Energy's Office of Energy Efficiency and Renewable Energy und dessen Hydrogen and Fuel Cell Technologies Office finanziert.
