Wissenschaftler der südkoreanischen Pohang University of Science & Technology haben nach eigenen Angaben einen neuartigen Katalysator für die Oxidationsreaktion von Harnstoff entwickelt, der die Effizienz der Wasserstofferzeugung erhöht. Die Forschungsergebnisse wurden kürzlich in der internationalen Zeitschrift Advanced Functional Materials veröffentlicht.
Professor Kangwoo Cho und Doktorandin Jiseon Kim von der Abteilung für Umweltwissenschaften und -technik der Universität Pohang (POSTECH) arbeiteten mit dem Korea Institute of Science and Technology (KIST) zusammen. Die Forscher geben an:
«Wir haben einen Katalysator entwickelt, der in der Lage ist, kommunale Abwässer zu reinigen und gleichzeitig die Effizienz der Wasserstoffproduktion, einer grünen Energiequelle, zu steigern.»
Angesichts zunehmender Umweltprobleme ist das Interesse an Wasserstoff gestiegen. Die Wasserelektrolyse sei ein bekanntes, nachhaltiges Verfahren, bei dem das reichlich vorhandene Wasser der Erde zur Herstellung von Wasserstoff genutzt wird. So beschreibt es das Nachrichtenportal Oilprice.com, das auf Energiethemen spezialisiert ist.
Die gleichzeitige Sauerstoffentwicklung während der Wasserstoffproduktion sei jedoch sehr langsam, was zu einer sehr geringen Energieumwandlungseffizienz führe. In jüngster Zeit habe sich die akademische Gemeinschaft mit diesem Problem befasst, indem sie die Oxidationsreaktion von Harnstoff mit der Reaktion zur Wasserstofferzeugung kombiniert hat.
Harnstoff ist ein Schadstoff, der im Urin vorkommt und bei seiner Oxidation eine beträchtliche Menge an Energie freisetzt. Dies sei ein potenzielles Mittel, um sowohl die Effizienz der Wasserstofferzeugung als auch die Reinigung von Toilettenabwässern zu verbessern. Daher sei es notwendig, einen Katalysator zu finden, der die Oxidationsreaktion des Harnstoffs effektiv vorantreibt.
Um dies zu erreichen, entwickelte das Team der Pohang University einen Katalysator mit der Bezeichnung Nickel-Eisen-Oxalat (O-NFF). Dieser Katalysator kombiniert Eisen (Fe) und Oxalat auf Nickel (Ni). Seine Wirksamkeit hätten die Forscher in Experimenten bestätigen können.
Die Entwicklung sei in mehrfacher Hinsicht interessant, urteilt Oilprice.com. Der Katalysator würde eine weitere Einnahmequelle aus der Abwasserbehandlung bieten, indem er mit dem Wasserstoff ein kommerzielles Produkt liefere. Hinzu komme der Effekt der Wasserreduzierung, da der Wasserstoff aus dem freigesetzten Sauerstoff das Gesamtvolumen verringere.
Ausserdem sei der Rest des Abwasserstroms reich an Kalium und Phosphor. Zwei sehr wichtige Düngemittel für die Nahrungsmittelproduktion, die für die Landwirtschaft immer teurer werden. Und schliesslich sei da noch der auf Papier basierende Zellstoff, der wiederverwertet werden könne.
Der Haken an der Sache sei die bakterielle und virale Belastung sowie die Nahrungspartikel, die mit dem Wasser und den nützlichen Chemikalien mitkommen, so das Portal. Es sei jedoch ein lohnenswertes Ziel, an einem «wirtschaftlich selbsttragenden Gesamtrecyclingsystem» zu arbeiten. Irgendwann könnten die Gewinne aus dem Abwasser wieder in die Wirtschaft zurückfliessen.
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