Forscher entwickeln neue Katalysatoren
US-Forscher arbeiten an neuen Katalysatoren, die die Reformierung von Wasserstoff aus Erdgas effektiver machen sollen. Erste Prototypen ermöglichen bereits eine Dampfreformierung bei Temperaturen von 450 °C deutlich niedriger als die Arbeitstemperaturen von über 700 °C, wie sie bei herkömmlichen Verfahren benötigt werden.
Der in den Brennstoffzellen umgesetzte Wasserstoff stammt bei den meisten stationären Systemen aus Erdgas, dessen Hauptbestandteil Methan mittels Reformierung in Wasserstoff und Kohlendioxid umgewandelt wird. Diese sogenannte Dampfreformierung läuft in zwei Schritten ab: Im ersten Schritt reagiert das Methan in Anwesenheit von Wasserdampf an einem Katalysator aus Nickel oder einem Edelmetall zu Kohlenmonoxid und Wasserstoff. Im zweiten Schritt, der sogenannten Shift-Reaktion, reagieren Kohlenmonoxid und Wasserdampf zu Kohlendioxid und Wasserstoff. Die von den Forschern vom National Laboratory in Argonne entwickelten Katalysatoren könnten diese Reaktionen bei niedrigen Temperaturen schneller ablaufen lassen. Erprobt wurden u. a. Materialien auf der Basis der Elemente Cer und Lanthan. Am vielversprechendsten erwies sich jedoch eine Matrix aus dem Mineral Perowskit, in die das als vielseitiges Katalysatormaterial bekannte Element Ruthenium eingebaut ist.
Durch den Einbau in die Matrix erzielten die Forscher eine größere Oberfläche, was höhere
Reaktionsgeschwindigkeiten ermöglicht. Die Vorteile des Katalysatormaterials liegen neben der niedrigeren und damit einfacher zu beherrschenden Arbeitstemperatur in der größeren Unempfindlichkeit des Katalysators gegenüber Schwefel, der als Verunreinigung im Brennstoff vorkommen kann.
