Wasserstoffspeicherung

Laut Richard P. Feynman ist es "wichtig, einzusehen, dass wir in der heutigen Physik nicht wissen, was Energie ist". In der Tat ist der Energiebegriff ganz einfach zu abstrakt, er entzieht sich der Vorstellungskraft. Völlig unstrittig ist jedoch, dass nur das Vorhandensein von Energie die Existenz des Menschen erlaubt. Aus der Vergangenheit ist abzulesen, dass die Verfügbarkeit von Energie zum Beispiel in Form von fossilen Energieträgern in der Regel mit Fortschritt einhergeht. Glaubt man jedoch den Prognosen, dann könnte dem Menschen in der Zukunft der Zugang zu Energie versagt bleiben. Langsam, aber sicher steuern wir auf die Situation einer allgemeinen Ressourcenknappheit zu. Denn selbst bei konstantem Verbrauch werden schon in 40 bis 60 Jahren Erdöl und Erdgas aufgebraucht sein. Mit dem Klimawandel besteht zudem ein Problem kurzfristigerer Natur: Fossile Energieträger wie Erdöl erzeugen bei der Verbrennung Kohlenstoffdioxid, das zum anthropogenen Treibhauseffekt beiträgt.

Diese Problematik verlangt die Orientierung auf neue Energieträger wie Wasserstoff. Das Problem besteht in der Speicherung des Wasserstoffs beim mobilen Einsatz, also zum Beispiel in Autos. Die Möglichkeiten der physikalischen Speicherung scheinen ausgeschöpft; Druckspeicherung ist außerdem gefährlich und Flüssigspeicherung besitzt eine katastrophale Energiebilanz.

Die Lösung sind möglicherweise die MOFs, Abkürzung für metal-organic frameworks, also metallorganische Gerüstverbindungen. Aus knotenähnlichen Clustern und Verbindungsmolekülen (Linker) wird ein dreidimensionales Netzwerk mit Poren im Nanometerbereich gebildet. Genau in diesen Hohlräumen soll der Wasserstoff gespeichert werden.

Im Rahmen meines Praktikums am Institut für Anorganische und Angewandte Chemie in Hamburg hatte ich die Möglichkeit, eine Versuchsreihe zu den MOFs durchzuführen, in der ich die Einflüsse einzelner Parameter auf die Gerüststruktur untersuchte. Für mich war die gleichsam anspruchsvolle wie anwendungsbezogene Arbeit die ideale Abwechslung zum Schulalltag. Doch das Thema besticht nicht nur durch seine interessante Chemie, sondern ebenso durch eine wirtschaftliche Dimension, die auch der Laie nachvollziehen kann. MOFs sind zwar nicht die Lösung der Energiefrage, können jedoch dem Wasserstoff, sollte er sich als Energieträger etablieren, den Weg ebnen und somit einen großen Beitrag zur Beseitigung des vielleicht dringendsten Problems unserer Zeit leisten: der sich abzeichnenden Energieknappheit.

Auch nach dem Abschluss und Einbringen der "besonderen Lernleistung" in mein Abitur beschäftige ich mich weiterhin mit den metallorganischen Gerüstverbindungen, nahm unter anderem mit dieser Arbeit an dem Wettbewerb "Jugend forscht" teil, in dem ich den 1. Platz für Süd-Schleswig-Holstein gewann. Der Landesentscheid steht noch aus.

Lukas W. , 13c