Eine vielversprechende Legierung für die Zukunft der Brennstoffzellen

[freddau]

Wasser, Aluminium, Gallium: Das ist der Energiecocktail, den ein Team amerikanischer Forscher der Purdue University in West Lafayette (Indiana) zusammengestellt hat. Die Erfinder erläuterten das Rezept auf der zweiten Internationalen Konferenz für Energie und Nanotechnologien, die vom 5. bis 7. September in Santa Clara (Kalifornien) stattfand.



Zur Erinnerung: Einer von ihnen, Jerry Woodall, soll 1967 zufällig während seiner Arbeit in der Halbleiterindustrie entdeckt haben, dass er einen Tiegel mit einer Legierungsflüssigkeit aus Aluminium und Gallium mit Wasser wusch, was dann zu einem … führte Freisetzung von Wasserstoff. Die Idee gewann langsam an Boden und nahm sich die Zeit, einer globalen Wirtschaftslage zu begegnen, die die Suche nach alternativen Lösungen zu fossilen Brennstoffen begünstigte. Ein Patent wurde angemeldet. Und ein Start-up, AlGalCo, wurde gegründet, um das Verfahren zu kommerzialisieren.

Die Automobilindustrie könnte interessiert sein. Tatsächlich streben alle großen Hersteller die Entwicklung von Motoren an, die Wasserstoff nutzen, sei es als Treibstoff oder als Antrieb für eine Brennstoffzelle, die nach dem Prinzip der umgekehrten Elektrolyse Strom aus Wasserstoff, Luftsauerstoff und Wasserstoff erzeugt.

Problem: Dieses letzte Gas ist hochexplosiv und schwer zu lagern. Darüber hinaus wird bei seiner Herstellung, im Allgemeinen durch Dampfcracken von Kohlenwasserstoffen (ein Prozess, bei dem Moleküle aufgebrochen werden), CO2 freigesetzt. Diese Nachteile könnten durch ein On-Board-Produktionssystem auf Abruf vermieden werden, das sowohl sauber als auch sicher ist.

Bekannt ist die Oxidationsreaktion von Aluminium in Kontakt mit Wasser: Der Sauerstoff im Wasser verbindet sich mit dem Metall zu Aluminiumoxid bzw. Tonerde, dabei wird Wasserstoff freigesetzt. Die Neuheit besteht darin, eine flüssige Mischung aus Aluminium und Gallium zu verwenden, die die chemische Reaktion verbessert.

Gallium, ein Metall, das in Spuren in Bauxit und Zinkerzen vorkommt, hat den Nachteil, dass es teuer ist. Dem Team um Jerry Woodall, das zunächst eine Legierung mit 72 % Gallium verwendete, gelang es, eine Mischung zu entwickeln, in der dieses Metall nur noch 20 % ausmacht.

Darüber hinaus kann Gallium, das für diese Reaktion nicht so rein sein muss wie bei der Herstellung elektronischer Bauteile, vollständig wiederverwendet werden. Aluminiumoxid kann zu Aluminium recycelt werden.

Die Forscher gehen davon aus, dass dieses Verfahren letztendlich die Gewinnung eines Kraftstoffs ermöglichen könnte, der „mit Benzin konkurrenzfähig“ wäre. Allerdings unter der Voraussetzung, dass ein vollständiger Industriesektor geschaffen wird. Neben Autos könnte auch die Hausheizung ein Absatzmarkt sein.

Wissenschaftler haben berechnet, dass es in den Vereinigten Staaten genug Aluminium gibt, um den gesamten Strombedarf für XNUMX Jahre zu decken. Und genug bekannte Galliumreserven, um eine Milliarde Autos anzutreiben.

Für Paul Lucchese, Direktor des Programms „Neue Energietechnologien“ bei der Atomic Energy Commission (CEA), „ist dies ein Weg unter anderen“. Das CEA erforscht andere Sektoren der Wasserstoffproduktion im großen Maßstab – etwa die Hochtemperaturelektrolyse – oder widmet sich im Gegenteil miniaturisierten Systemen, die beispielsweise in Computer oder Mobiltelefone integriert sind.

Technologien, die Wasserstoff zum Antrieb einzelner Fahrzeuge nutzen, dürften etwa im Jahr 2015 oder 2020 ihre Reife erreichen, schätzt Paul Lucchese.

Pierre Le Hir
Le Monde

[Petrus]

Und außerdem können Sie zu Hause damit experimentieren:
http://www.instructables.com/id/ECB3EDD ... /?ALLSTEPS

[Capt_Maloche]

AH, ich bin enttäuscht, ich dachte, es wären diese neuen Materialien, die H2 bei niedrigem Druck einfangen können

Eine ganze Branche dreht sich um Aluminium.
Tanken Sie Aluminium auf und gewinnen Sie das Aluminiumoxid zurück...
Warum nicht, in Patronenform, aber hey
Wie viel Energie wird für die Wiederaufbereitung von 1 kg Aluminiumoxid benötigt?

Ich wette eher auf diese neuen Materialien, die H2 bei niedrigem Druck einfangen und direkt nuklearen und solaren H2 produzieren können.

[Elefant]

Ich bin nicht sehr heiß: Es ist wahrscheinlich so schlimm wie die NaOH + Al-Reaktion.

Was die Weltproduktion betrifft: 55 Tonnen! da es 20 % braucht