Technische Universität Berlin
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Medieninformation | 6. Juli 2021 | wrt

Brennstoffzellen und Elektrolyse: Goldmedaille für Forscher der TU Berlin

Prof. Dr. Peter Strasser erhält die Christian-Friedrich-Schönbein-Goldmedaille des „European Fuel Cell Forums“ (EFCF)

Das Preiskomitee des europäischen Forums für Brennstoffzellen würdigte damit „seinen außerordentlichen Beitrag zur Weiterentwicklung der Brennstoffzellen- und Elektrolysetechnologie auf Grundlage von grünem Wasserstoff“. Die Goldmedaille wurde am 2. Juli 2021 an Prof. Dr. Peter Strasser (TU Berlin) im Rahmen einer digitalen Festveranstaltung verliehen. Neben Batterien gilt die Brennstoffzellentechnik auf Wasserstoffbasis als eine der Hauptsäulen für die Speicherung von Strom aus Erneuerbaren Energien.

„Ich freue mich riesig über die Auszeichnung“, sagt Peter Strasser, der an der TU Berlin das Fachgebiet Elektrochemie in der Fachgruppe Technische Chemie leitet. „Jede öffentliche Aufmerksamkeit für die Wasserstofftechnologie bietet die Gelegenheit, deren Vorteile für den Mobilitätssektor und die Industrie zu erklären.“ Dazu zählten die bereits vorhandene Infrastruktur der herkömmlichen Tankstellen, die für Wasserstoffbetrieb nur umgerüstet werden müssten, und die kurze Zeitspanne von etwa fünf Minuten, die das Volltanken benötige. „Es gibt zwar ebenfalls Schnellladungspunkte für Batteriefahrzeuge, aber auch hier dauert die vollständige Aufladung mindestens 20 Minuten“, erklärt er.

Trotzdem gibt es auch bei der Wasserstofftechnologie noch Hindernisse. Für zwei davon hat Peter Strasser mit einem schlauen Trick möglicherweise eine Lösung gefunden. Es geht dabei um die Katalysatoren, die einerseits bei der Elektrolyse eingesetzt werden, um aus Wasser mit Hilfe von Strom die Elemente Wasserstoff und Sauerstoff herzustellen – und die ebenfalls benötigt werden, um später Wasserstoff und Sauerstoff in Brennstoffzellen wieder zusammenzuführen, wobei elektrische Energie frei wird. „Man verwendet in modernen Elektrolyseuren als Katalysator das Element Iridium, für die Brennstoffzellen dagegen Platin“, erklärt Strasser. Das Problem: Diese Elemente sind sehr selten – ihr Anteil an der Erdkruste beträgt bei Iridium nur ein Milliardstel, bei Platin fünf Milliardstel. Obwohl Katalysatoren bei den chemischen Reaktionen nicht verbraucht werden, macht das die Herstellung der Geräte in großer Stückzahl teuer.

Nanokatalysatoren als Lösung

Peter Strasser hat dieses Problem nun mit winzig kleinen Nanopartikeln gelöst, die nur einen Durchmesser von wenigen Millionstel Millimetern haben. Vor einigen Jahren stellte er sein Konzept vor, bei dem er ein unedles Metall wie zum Beispiel Nickel mit dem edleren Metall, wie Platin, mischt. Dabei entstehen Legierungspartikel beider Metalle. Bringt man diese Partikel in eine korrosive Umgebung, so löst sich das unedlere Metall von der Oberfläche, das edlere aber nicht. Das geht so lange, bis an der Oberfläche nur noch Platinatome sitzen. Der Kern der Partikel dagegen besteht noch überwiegend aus billigem, relativ häufig vorkommendem Nickel. „Da die chemischen Reaktionen des Katalysators sowieso nur an der Oberfläche stattfinden, spart das enorme Mengen an Platin“, sagt Strasser. Der Bedarf an Platin und auch Iridium reduziert sich so rund auf ein Zehntel. Strassers Technik ist inzwischen in der Praxis fest etabliert und wird von Automobilproduzenten wie Toyota eingesetzt.

Kohlendioxid einfach aus der Luft holen und umwandeln

Heute forscht Peter Strasser daran, mit nanotechnologischen Katalysatoren das Treibhausgas Kohlendioxid zusammen mit Wasser und Strom aus erneuerbaren Energien in nützliche Kohlenwasserstoffe und Grundchemikalien zu verwandeln. Dabei könnte das CO2 aus den Schornsteinen von Stahl- oder Betonwerken stammen oder mit Hilfe von Strom direkt der Luft entnommen werden. Produkte dieser Technologie wären zum Beispiel Methan und Ethen, die als Treibstoffvorstufen verwendet werden könnten, oder auch hochreines „grünes“ Kohlenmonoxid, das Grundstoff für chemische Polymerfabriken ist.

Zur Person

Peter Strasser studierte Chemie in Tübingen, Stanford (USA) und Pisa. Als Student der FU Berlin promovierte er beim Nobelpreisträger Gerhard Ertl am Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft. Danach arbeitete er bei einem Katalysator-Startup im „Silicon Valley“ in den USA und forschte als Assistant Professor an der University of Houston (Texas). Im Jahr 2007 wurde er zum Professor für Elektrochemie und Elektrokatalyse an die Technische Universität Berlin berufen. Peter Strasser ist Gastprofessor an der Tongji University in China und hat zahlreiche Auszeichnungen erhalten, darunter die Faraday Medaille der Royal Society of Chemistry, den William Grove Preis der International Association for Hydrogen Energy, die Otto Roelen Medaille der Deutschen Gesellschaft für Katalyse und die Otto-Hahn-Forschungsmedaille der Max-Planck-Gesellschaft. Seit 2018 ist er einer der weltweit am häufigsten zitierten Wissenschaftler.

Kontakt

Prof. Dr.

Peter Strasser

pstrasser@tu-berlin.de

Einrichtung The Electrochemical Energy, Catalysis, and Materials Science Group