Grüner Wasserstoff: Neuseeländische Wissenschaftler kommen einem klimafreundlichen Kraftstoff der Zukunft näher

Wissenschaftler sind bereit, grünen Wasserstoff zu einem Star in Neuseelands sauberer Energiezukunft zu machen, da die Regierung weitere Millionen in eine große Forschungsanstrengung investiert.

Grüner Wasserstoff ist zu einem wachsenden Ziel des „gerechten Übergangs“ Neuseelands weg von Öl und Gas geworden, da er auf nachhaltige Weise mit erneuerbarer Energie oder Biomasse erzeugt werden kann.

Es gilt als klimafreundliche Methode, um Strom zu erzeugen, Motoren zu betreiben, Häuser zu heizen und Düngemittel herzustellen.

Wasserstoff wird zwar weltweit produziert, ist aber fast ausschließlich „brauner“ Wasserstoff – oder aus Kohle und Erdgas hergestellt und für Hunderte Millionen Tonnen CO2 pro Jahr verantwortlich.

Aber grüner Wasserstoff lässt sich durch Elektrolyse aus erneuerbaren Energiequellen herstellen, um Wasser in Wasserstoff und Wasser aufzuspalten – und das ganz ohne CO2-Fußabdruck.

Der größte Nachteil?

Die Herstellung bleibt teuer.

Dies ist ein Hindernis, das ein von GNS Science geleitetes Forschungsprogramm durch bahnbrechende neue Ansätze überwinden will, um die Energiequelle erschwinglich, effizient und im Überfluss zu machen.

Mit einer Steigerung von 9 Millionen US-Dollar durch die Advanced Energy Technology Platform (AETP) der Regierung werden Wissenschaftler bei der Entwicklung von drei Möglichkeiten zur Herstellung von grünem Wasserstoff vorankommen.

Dazu gehört die Herstellung aus Wasser mit einem Elektrolyseur – derzeit der gängigste Ansatz – aber auch die direkte Nutzung von Energie aus Sonnenlicht, um Wasser zu spalten, sowie Plasma zu Hochenergie.

Wissenschaftler von GNS arbeiten bereits an der Verbesserung eines Wasserelektrolysesystems, das als Polymeraustauschmembran oder PEM bezeichnet wird.

Im Gegensatz zu den häufiger verwendeten „alkalischen“ Elektrolyseuren ist der PEM besser geeignet, mit der intermittierenden Natur erneuerbarer Energiequellen wie Wind und Sonne zu arbeiten, die Strom für die Wasserstoffproduktion liefern könnten.

Obwohl es den Vorteil hat, dass es leicht an die großtechnische Wasserstoffproduktion angepasst werden kann, basieren PEM-Systeme immer noch auf Katalysatoren, die auf seltenen, teuren oder ineffizienten Metallen basieren – und die grünen Wasserstoff letztendlich teurer machen als fossile Brennstoffe.

Projektleiter Dr. John Kennedy sagte, Neuseeland habe die Chance, „weltweit führend“ bei der Produktion und dem Export von grünem Wasserstoff zu sein – und uns vom Importeur zum Exporteur von Energie zu machen.

Derzeit lieferte Neuseeland rund 60 % seiner Energie in Form von Öl und Kohle – und grüner Wasserstoff bot eine Chance, das Land autarker zu machen. Insbesondere könnte Wasserstoff fossile Brennstoffe für die stationäre Strom- und Transportindustrie ersetzen, die 40 % unserer Treibhausgasemissionen beigetragen haben.

„Wir werden mit Partnern in ganz Neuseeland und auf der ganzen Welt zusammenarbeiten, unsere industriellen Fähigkeiten erweitern und innovative Lösungen entwickeln, die zu einer global vernetzten grünen Wasserstoffwirtschaft führen“, sagte Kennedy.

Das Projekt zielt auch darauf ab, die Wasserstoffindustrie durch die Ausbildung von Ingenieuren, Wissenschaftlern und Technikern zu entwickeln.

„Die Finanzierung von AETP umfasst Zuschüsse, Stipendien und Praktika, um Fähigkeiten in der grünen Wasserstoffindustrie zu entwickeln – um sicherzustellen, dass qualifizierte Menschen für die Arbeitsplätze zur Verfügung stehen, die im Zuge des Wachstums der Branche geschaffen werden“, sagte Michelle Cook, energetische Materialwissenschaftlerin bei GNS Science . .

„Wir konzentrieren uns besonders auf Partnerschaften mit iwi und wananga, um das Lernen und die Entwicklung von Maori-Rangatahi im Energiesektor zu unterstützen.“

Die von lokalen Behörden erstellte Horizon Scan H2 Taranaki Roadmap hat bereits vorhergesagt, dass Wasserstoff zunehmend unter Verwendung von Strom zur Wasserspaltung hergestellt wird, wobei die einzige Emission Sauerstoff ist.

Der Bericht stellte fest, dass Wasserstoff als Kraftstoff, insbesondere für schwere Fahrzeuge, als Rohstoff für Produkte wie Harnstoff oder Methanol oder zur Speicherung elektrischer Energie für lange Zeiträume von wenigen Wochen bis zu mehreren Jahren verwendet werden könnte.

Ein neues Netz könnte die Speicherung von Wasserstoff oder synthetischem Erdgas in erschöpften Gasfeldern umfassen, sagte er und die Stromerzeugung mit grünem Wasserstoff in Spitzengaskraftwerken aus Taranaki.

Anfang dieses Jahres haben sich Wissenschaftler aus Neuseeland und Deutschland zu einer neuen Forschungsallianz zusammengeschlossen, die sich auf die Weiterentwicklung der grünen Wasserstofftechnologie konzentriert.

Und letzten Monat stellte AFCryo, ein in Christchurch ansässiger Entwickler von Kryokühlern, ein neues Produktionssystem vor, das eine kostengünstigere und zuverlässigere Möglichkeit zur Erzeugung von grünem Wasserstoff bietet.