Elektrolyseure verkraften nun auch Meerwasser
Herstellung von Wasserstoff wird dank KIMS-Wissenschaftlern erheblich kostengünstiger
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Meerwasser: wird nun direkt zu Wasserstoff (Foto: Dimitris Vetsikas, pixabay.com) |
Sejong-si (pte004/18.09.2025/06:15)
Mit korrosionsfesten Elektroden für Elektrolyseure, die aggressivem Meerwasser standhalten, lässt sich die Wasserstoffproduktion drastisch verbilligen. Denn an sonnenreichen Standorten, die ideal sind für die Erzeugung von Solarstrom, den Elektrolyseure brauchen, steht selten Süßwasser zur Verfügung, dafür aber umso mehr Meerwasser. Dieses lässt sich mit Elektroden von Forschern des Korea Institute of Materials Science (KIMS) direkt nutzen. Damit steht jetzt eine zweite Technik dieser Art zur Verfügung, nachdem Forscher eine ähnlich widerstandsfähige Elektrode vorgestellt hatten, wie pressetext berichtete.
Elektrode entschärft Chlor-Ionen
Statt einer reinen Metalllegierung setzen die Forscher in Korea auf ein relativ junges Material, auf MXene, in Verbindung mit Nickelferrit. Das ist eine Keramik, die Nickel und Eisen enthält. MXene sind zweidimensionale anorganische Verbindungen, die aus atomar dünnen Schichten von Übergangsmetallcarbiden, -nitriden oder -carbonitriden bestehen. Das hier eingesetzte Übergangsmetall ist Titan. Diese Hybridelektrode verhindert die Bildung von Chlor-Ionen aus Meersalz, die extrem korrosiv sind.
Aufgrund seiner hohen Reaktivität mit Sauerstoff und Wasser neigen MXene dazu, schnell zu oxidieren, sodass die Funktionalität entscheidend beeinträchtigt wird. Eine Schutzhülle aus Nickelferrit verhindert diese Oxidation. Die Hybridelektroden ermöglichen eine hohe Stromdichte - das beschleunigt die Spaltung von Wasser in Wasser- und Sauerstoff - und erhöht die Standfestigkeit, sodass das Verfahren wirtschaftlich wird. In einer Elektrolysezelle demonstrierten die Entwickler, dass die Elektrode allen Anforderungen gerecht wird und Meerwasser effektiv spaltet.
Entsalzen oder weiter Transport
Bisher wird in sonnenreichen Ländern wie Chile und Australien Süßwasser oft aus weit entfernten Quellen zu den Solarkraftwerken transportiert, um in dort installierten Elektrolyseuren aufgespalten zu werden. Eine andere Möglichkeit ist, das meist reichlich vorhandene Meerwasser zu entsalzen, bevor der Elektrolyseur damit beschickt wird. Doch sowohl für das Pumpen des Süßwassers als auch für die Entsalzung wird viel Strom benötigt, der für die Wasserstoffproduktion dann fehlt.
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