Für die Wissenschaft. Für Berlin.

Ralph Krähnert

„Katalyse ist die Schlüsseltechnologie für den Übergang zu erneuerbaren Energieträgern“, sagt Ralph Krähnert. Als Einstein Junior Fellow forschte der Chemiker von der TU Berlin an Katalysatoren mit präzise einstellbaren Eigenschaften. Vielversprechende Kandidaten sind kolloidale Metall-Nanopartikel und poröse Metalloxide. Mit ihnen soll Wasserstoff, der in Ameisensäure gebunden ist, effizient und ohne umweltschädliche Nebenprodukte freigesetzt werden. Brennstoffzellen können den Wasserstoff dann in saubere Energie umwandeln.

»Wir bauen effiziente Umwege«

Die Zukunft der Energiewende ist ein wichtiger Antrieb für meine Forschung. Ich will einen Beitrag dazu leisten, dass wir in Deutschland in absehbarer Zeit unsere Energie vorrangig aus erneuerbaren Energien beziehen und weniger von fossilen Rohstoffen oder Stromimporten abhängig sind. Ein Grundproblem bei den erneuerbaren Energien ist, dass der Strom nur selten gerade dann benötigt wird, wenn die Sonne scheint oder der Wind weht. Energie aus Solarzellen oder Windkraft muss daher zwischengespeichert werden. Das gelingt, wenn man sie in chemische Energie umwandelt, die zu geeigneter Zeit wieder zurückverwandelt werden kann. In unserer Arbeitsgruppe entwickeln wir die Katalysatormaterialien, die für diese Umwandlungen benötigt werden.

Die Wirkung eines Katalysators kann man sich vorstellen wie bei einer Wanderung. Da hat man oft die Wahl zwischen einem direkten Weg zum Ziel, der über hohe Berggipfel führt, und einem Pfad um den Berg herum, der weniger Energie erfordert. Wir bauen solche Umwege. Wir versuchen Katalysematerialien zu entwickeln, die billiger, haltbarer und effizienter sind als die vorhandenen. Wenn ich einen effizienten Katalysator finde, kann ich den Energieaufwand bei chemischen Reaktionen minimieren.

Die von uns entwickelten Katalysatoren können in den nächsten Jahren zum Beispiel in Elektrolyseuren eingesetzt werden, die sich an Windparks ankoppeln lassen, um den vor Ort produzierten Strom möglichst effizient in Wasserstoff umzuwandeln und zu speichern. Wasserstoff ist ein sauberer Kraftstoff, aber nur mit Aufwand und unter Gefahren zu lagern und zu transportieren. Um ihn einfacher zu handhaben, kann man ihn vorübergehend an flüssige Kohlenwasserstoffe binden. Ein von der Einstein Stiftung gefördertes Projekt unserer Arbeitsgruppe befasst sich damit, einen geeigneten Katalysator zu finden, um den chemisch gebundenen Wasserstoff bei Bedarf wieder in reinen Wasserstoff zurückzuverwandeln – den man zum Beispiel in Brennstoffzellen nutzen kann.

Ich bin ein großer Befürworter der Energiewende, weil sie sinnvoll für alle ist, die auf diesem Planeten leben. In den letzten 100 Jahren haben wir einen Großteil der flüssigen Kohlenwasserstoffe der Erde verbraucht und das Endprodukt Kohlendioxid in die Atmosphäre entlassen. Wenn wir keine weitere Erwärmung der Erde wollen, brauchen wir nachhaltige Alternativen zu diesem Vorgehen. Als Naturwissenschaftler finde ich es sehr spannend, mich mit Techniken zu beschäftigen, die einen großen gesellschaftlichen Nutzen haben.

Video: Mirco Lomoth