Ein Tank an der Brennstoffzelle

Der Chemiker hat einen flüssigen Energiespeicher entwickelt, der nicht brennen kann. Außerdem verzichtete er auf – teures – Platin als Katalysator.

Ich bin davon überzeugt, dass Wasserstoff die Zukunft ist“, sagt Christoph Grimmer. Die Begeisterung schwingt in der Stimme mit, aber der Chemiker kennt auch die Schwachstellen des Stoffs, der als umweltfreundlicher Energieträger gilt. Wasserstoff brennt leicht, außerdem braucht das Komprimieren mit rund 700 Bar viel Energie. Grimmers Beitrag zur Energiewende: Er entwickelte in seiner Dissertation am Institut für Chemische Verfahrenstechnik und Umwelttechnik der TU Graz ein neues Verfahren, mit dem sich der an erster Stelle des Periodensystems stehende Stoff in Flüssigkeiten speichern und sehr effizient in Gleichstrom umwandeln lässt. Damit überzeugte er auch die Jury der am Montag erstmals vergebenen Themenspezifischen Forschungspreise des Landes Steiermark.

Er wurde gleich dreimal ausgezeichnet: als Sieger in der Kategorie Mobilität, als Nachwuchsforscher und als Gewinner des Landespreises, der auf die zwei besten aller preisgekrönten Projekte aufgeteilt wurde.

Sicherer als benzingetriebene Autos

Eigentlich sei die Brennbarkeit kein spezifisches Sicherheitsrisiko wasserstoffbetriebener Fahrzeuge, sagt Grimmer. Diese schnitten in Crashtests sogar besser ab als Autos, die mit Benzin fahren. „Die Menschen vergessen oft, dass das auch ein brennbarer Stoff ist. Darum vertraut der Laie dem Wasserstoff noch nicht“, erklärt er. Wenn eine Technologie nicht akzeptiert wird, ist sie nicht erfolgreich. Daher setzte Grimmer in seinem Dissertationsprojekt für die Reaktion in der Brennstoffzelle statt auf Gas auf nicht brennbare Flüssigkeiten: Ionische, das sind salzhaltige Flüssigkeiten, sind – wie Wasser – farblos, transparent und geruchlos. Die Firma Proionic nahe Graz, mit der er kooperierte, hält dafür ein Patent.

Wie jedes elektrochemische System arbeitet auch Grimmers Brennstoffzelle mit zwei Elektroden, an denen ähnliche Prozesse ablaufen wie in einem Verbrennungsmotor. „Man spricht aber von kalter Verbrennung, weil diese auch bei Raumtemperatur erfolgen kann“, erläutert Grimmer. An einer Elektrode reagiert Luft, an der anderen direkt die Flüssigkeit, daher bezeichnet man den Aufbau als Direktbrennstoffzelle.

Die Flüssigkeiten für die Reaktion – der Forscher testete verschiedene sogenannte borhydridbasierte ionische Flüssigkeiten – kamen aus einem Tank an der Brennstoffzelle. Im Prinzip könne man aber auch andere, alkoholhaltige Flüssigkeiten dafür verwenden, so Grimmer. Zum Beispiel? Bier und Wein. Eine „elegante Methode“, denn Alkohol lasse sich durch Vergären zuckerhaltiger Ausgangsstoffe einfach und nachhaltig herstellen. Allerdings ist er wiederum brennbar. Auch dazu werde an der TU Graz geforscht.

Bewährt habe sich in der gemeinsamen Entwicklungsarbeit mit dem Unternehmen vor allem, dass man die jeweils besten Ideen aus zwei unterschiedlichen Feldern der Chemie verbunden habe: der Organischen Chemie, wie sie Proionic verfolgt, und Grimmers Erfahrungen aus der Elektrochemie. In seinem Verfahren verzichtete er außerdem auf Platin, das – in Autos und in Brennstoffzellen – als Katalysator wirkt, und half, damit deutlich zu sparen. „Die Kosten bleiben dennoch ein Knackpunkt der Technologie, auch wenn sie technisch bereits gut funktioniert“, sagt er. Sie seien im Vergleich zu anderen, erdölbasierten Verfahren noch zu hoch.

Ein Kleinstkraftwerk für den Balkon

Die Forschung geht also weiter. Allerdings ohne Grimmer. Der hat mittlerweile gemeinsam mit zwei Studienkollegen ein eigenes Unternehmen gegründet. Dessen Produkt hat aber nur mehr am Rande mit der Dissertation zu tun. Die Chemiker entwickelten eine für Tests an der Brennstoffzelle benötigte Messtechnologie weiter. Das Resultat war ein Kleinstkraftwerk für den Balkon: ein mit Fotovoltaikpanelen bestücktes Gerät, das rund 25 Prozent des Strombedarfs eines Haushalts decken kann. Energie, die gerade nicht gebraucht wird, speichert es.

Nach seinen Hobbies befragt, antwortet der findige Forscher und Unternehmer: „Ich habe kürzlich geheiratet.“Ob das nun seine Hobbies ersetzt? Keineswegs, das Paar verreist etwa gern gemeinsam. Seine Frau ist übrigens auch Chemikerin. Erraten, die beiden haben sich an der TU Graz getroffen.

(30) wurde in Braunau am Inn, Oberösterreich, geboren. Er besuchte die Tourismusschule Klessheim, studierte dann aber Technische Chemie an der TU Graz. Für seine Dissertation zur Energiespeicherung in ionischen Flüssigkeiten wurde er bereits mit einem Staatspreis und dem Förderpreis der TU Graz ausgezeichnet. Diese Woche räumte er bei den Forschungspreisen des Landes Steiermark groß ab.