GreenHydroSax

Auf dem Weg in eine nachhaltige Zukunft und besonders für den Umbau des Energiesystems spielen Wasserstofftechnologien eine tragende Rolle. Aus diesem Grund beschäftigt sich die Nachwuchsforschungsgruppe GreenHydroSax mit Fragestellungen zur Energiewende und dem Schutz natürlicher Ressourcen, die mit dem Einsatz von Wasserstoff zusammenhängen. Diese umfassen nicht nur die Erzeugung und Verwendung von Wasserstoff als Speichermedium, sondern auch die Nutzung seiner chemischen Eigenschaften für verschiedene Prozesse.

Dabei stehen vier Ziele im Mittelpunkt des Forschungsprojekts:

• Entwicklung von adäquaten Nachweis- und Analyseverfahren für die Einsatzfelder und Modellierung der entwickelten Prozesse mit dem Ziel ihrer Optimierung:
  Wasserstoff lässt sich nicht nur durch Gleichstrom-Elektrolyse erzeugen, sondern auch durch hochfrequente elektromagnetische Felder. Hierzu wird ein mit einer Elektrolytlösung gefüllter Glasreaktor zwischen zwei parallelen Elektroden positioniert und Wechselfeldern im Radiowellenbereich ausgesetzt. Ein entscheidender Vorteil dieser Anordnung ist, dass sich die Elektroden außerhalb der Flüssigkeit befinden. So kann beispielsweise auch Meerwasser oder kontaminiertes Abwasser ohne weitere Vorbehandlung zur Wasserstofferzeugung genutzt werden, während das Wasser für konventionelle Elektrolysemethoden eine hohe Reinheit aufweisen muss. Die Realisierung des Prozesses mit verschiedenen Flüssigkeiten, die Quantifizierung der H₂-Ausbeute sowie die Energiebilanzierung stehen als Forschungsthemen im Fokus der Gruppe GreenHydroSax.
• Entwicklung eines selektiven Sensors zur Wasserstoffkonzentrationsmessung in Erdgas
  Um Wasserstoff vom Ort der Erzeugung zu den Verbraucher*innen zu transportieren, kann man es dem Erdgas beimischen und das bestehende Gasnetz nutzen. Dafür werden unter anderem Sensoren gebraucht, welche Wasserstoff selektiv in Erdgas messen. Hierfür eignet sich der sogenannte katalytische Spillover-Effekt als Messprinzip. Ziel des Vorhabens ist es, den Effekt aus messtechnischer Sicht zu analysieren und einen einsatznahen Prototyp zu entwickeln. Im Rahmen einer Masterarbeit entstand ein erster Prototyp. Die nächsten Schritte umfassen die weitere Untersuchung des Messprinzips sowie der material- und messtechnischen Realisierungen. Schließlich soll ein Sensor unter Realbedingungen gemeinsam mit Partnern getestet werden.
• Eliminierung von Schadstoffen durch katalytische Prozesse auf der Basis von Wasserstoff als Reaktionsmedium
  In der Vergangenheit wurden zum Erhalt von Kunst- und Kulturobjekten unterschiedliche, meist toxische Chemikalien eingesetzt. Diese können den Menschen gefährden, jedoch auch langfristig zu Schäden an den entsprechenden Kunstobjekten führen. Wasserstoff soll genutzt werden, um die Schadstoffe reduktiv in weniger toxische Verbindungen umzuwandeln. Dabei wird an einem Verfahren geforscht, bei welchem Wasserstoff katalytisch aktiviert und damit Biozide abgebaut werden. Der Vorteil des Prozesses liegt darin, dass er ohne vorherige Extraktion und bei Umgebungsbedingungen stattfinden kann.
• Untersuchung des Austrages von kritischen Chemikalien aus Baustoffen und Entwicklung von Sanierungsstrategien
  Im Gebäudebau sollen im Baumaterial enthaltene Biozide verhindern, dass Pilze, Flechten und Mikroorganismen auf den Fassaden wachsen. Der Einsatz dieser Chemikalien erschwert eine Wiederverwendung der Baustoffe (Recycling/Kaskadennutzung) sowie ihre Entsorgung. Zudem können die Schadstoffe witterungsbedingt ausgewaschen werden (Auslaugung), so dass sie in umweltrelevanten Konzentrationen in Böden und Gewässer gespült werden. Deshalb wird an einem Verfahren gearbeitet, mit dem das Auslaugverhalten von Bauprodukten untersucht werden kann. Zusätzlich sollen Strategien zum Abbau der ausgewaschenen Schadstoffe durch reaktiven Wasserstoff getestet werden.

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