Zur Gewinnung von Wasserstoff gibt es viele Möglichkeiten, von denen wir Ihnen bereits das Verfahren mit Meerwasser vorgestellt haben. Doch auch aus Biomasse lässt sich Wasserstoff herstellen, wie Forschende der Eidgenössischen Polytechnischen Schule Lausanne (EPFL) mit dem Prinzip der Photopyrolyse zeigen. Mit diesem Verfahren kann Biomasse in Brennstoffe umgewandelt werden: Wasserstoff, Biokohle und andere Kohlenwasserstoffverbindungen. Zudem funktioniert dieser Vorgang deutlich einfacher und schneller als in einem herkömmlichen Versuchsaufbau.

Der Prozess der Photopyrolyse basiert auf der Pyrolyse von Biomasse. Bei diesem Verfahren wird Biomasse unter hohem Druck von fünf Bar bei Temperaturen zwischen 400 und 800 Grad Celsius verarbeitet. Die Endprodukte sind Biokohle und Synthesegas. Synthesegas ist ein Gasgemisch, das hauptsächlich aus Wasserstoff besteht, aber auch Kohlenmonoxid und Methan enthält. Da der chemische Prozess bei hohen Temperaturen und hohem Druck ablaufen muss, ist das Verfahren zudem technisch aufwändig und teuer.

Bei einem neuen Verfahren, das Lausanner Forscher entwickelt haben, wird Biomasse einem Xenonlichtblitz ausgesetzt, um eine photothermische Reaktion auszulösen. Xenonlampen sind spezielle mit Xenongas betriebene Lampen, deren Leuchtkraft durch eine Gasentladung entsteht. Als Biomasse nutzten die Forscher im Experiment Bananenschalen, Orangenschalen, Kaffeebohnen, Maiskolben und Kokosnussschalen. Sie wurden zunächst 24 Stunden bei 105 Grad Celsius getrocknet und anschließend gemahlen. Das Pulver wurde in einer dünnen Schicht in ein Edelstahlgefäß aufgetragen. Um eine Oxidation zu verhindern, wurde die Luft im Gefäß durch heißes Argon ersetzt. Anschließend wurde das Pulver mithilfe einer Xenonlampe 14,5 Millisekunden lang mit 13,1 Joule pro Quadratzentimeter aufblitzen lassen. Die Reaktion erfolgt bei normalem Atmosphärendruck und Raumtemperatur.

„Aus jedem Kilogramm getrockneter Biomasse lassen sich etwa 100 Liter Wasserstoff und 330 Gramm Biokohle gewinnen, also bis zu 33 Prozent der ursprünglichen Masse getrockneter Bananenschale“, erklärt Bhavna Nagar, die an der Studie mitgearbeitet hat. (pv-magazine)

Nach Abzug der zum Trocknen und Entspannen der Biomasse aufgewendeten Energie erreicht der Prozess einen positiven Energiewert von 4,09 Megajoule pro Kilogramm getrockneter Biomasse. Außer als Brennstoff kann Biokohle auch als Düngemittel oder Elektrodenmaterial verwendet werden. Die Methode könnte künftig ein Ausgangspunkt für die Umwandlung von Industrieabfällen in Wasserstoff und Biokohle werden.

Quelle:

pv-magazine, article by Marian Willuhn (3/2/2022):

https://www.pv-magazine.de/2022/03/02/neues-blitzlicht-verfahren-zur-gewinnung-von-gruenem-wasserstoff-aus-bananenschalen-entwickelt/, accessed: 3/6/2022 at 2 p.m.

article by Gianluca Riccio (2/28/2022):

https://de.futuroprossimo.it/2022/02/il-politecnico-di-losanna-ha-un-metodo-per-estrarre-idrogeno-dalle-banane/, accessed: 3/7/2022 at 10 a.m.