Brennstoffzellen und Elektrolyseure sind zwei der bedeutendsten Technologien, wenn es um erneuerbare Energiesysteme geht. Mit Elektrolyseuren wird aus Wasser mittels Strom (idealerweise aus erneuerbaren Quellen) Wasserstoff erzeugt, der dann bei Bedarf mittels Brennstoffzellen wieder verstromt werden kann. So dient H2 als nachhaltiger Energiespeicher.
Einem breitflächigen Einsatz der Technologien stehe derzeit vor allem noch die Alterung und schwer einzuschätzende Lebensdauer der Systeme entgegen, die zu geringe Verfügbarkeit von nachhaltig produziertem Strom und die Schwierigkeit, einen Ersatz für die teils bedenklichen Substanzen zu finden, die in Wasserstoffsystemen verbaut werden müssen, erklärt Merit Bodner. Sie ist Assistenz-Professorin am Institut für Chemische Verfahrenstechnik und Umwelttechnik und Laufbahnstellen-Inhaberin im Field of Expertise Mobility & Production.
Rundum grüne Wasserstoffsysteme
In ihrem Forschungsalltag beschäftigt sie sich mit all diesen Themenbereichen – am Wissenschaftstag der TU Graz wird sie vor allem auf die bedenklichen Stoffe fokussieren, die sehr schwer gleichwertig ersetzt werden können. „Gerade tut sich in diesem Bereich sehr viel. Mit der neuen PFAS-Verordnung (PFAS = per- und polyfluorierte Alkylverbindungen) wird der Einsatz solcher Stoffe nun reglementiert“, erklärt sie. „Es gibt zwar noch die Ausnahme, dass Stoffe, die heute noch nicht durch nachhaltige Alternativen ersetzt werden können, weiter verwendet werden dürfen – aber natürlich ist es ein wichtiges Forschungsanliegen, Wasserstoffsysteme nachhaltig und zukunftsfit zu gestalten.“ Teflon ist zum Beispiel eines dieser bedenklichen Materialien, Platin ist ebenso kritisch. Platin wird oft unter sozial bedenklichen Bedingungen abgebaut und verlangt massive Erdbewegungen: Eine Tonne Roherz enthält nur rund 10 Gramm Platin. Alternative Stoffe zu finden, sei aber gar nicht einfach, erklärt Merit Bodner: „Viele Stoffe, die wir nutzen könnten, haben einfach nicht die notwendigen Charakteristika, um für Wasserstoffsysteme infrage zu kommen.“ Als Lösung arbeiten Forschende an gezielt designten neuen Materialien, die die gleichen oder teils sogar wesentlich bessere Eigenschaften aufweisen als herkömmliche Materialien. Und auch das Thema Recycling wird immer wichtiger. So können etwa aus einer Tonne Elektroschrott 100 bis 2.000 Gramm Platingruppenmetalle gewonnen werden – ein wichtiger Schritt zur Reduktion des Ressourcenverbrauchs.
Der Weg in die Chemie
„Technische Fächer sind mir schon immer gelegen“, erzählt Merit Bodner, warum sie der Weg in die Forschung an Wasserstoffsystemen geführt hat. Im Bachelor-Studium entschied sie sich daher für die Chemie und die Technische Chemie im Masterstudium. Für ihren PhD fokussierte sie sich bereits auf Chemie und Verfahrenstechnik. Eine Entscheidung, mit der die 34-Jährige heute glücklich ist: „Ich kann mir nicht vorstellen, etwas anderes zu tun.“
Merit Bodner im Interview in Talk Science to Me, dem Wissenschaftspodcast der TU Graz:
