LOHC-Technologie Chemischer Wasserstoffspeicher auf Zuckerrübenbasis

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Aus Reststoffen der Zuckerproduktion könnten künftig nachhaltige Wasserstoffspeicher entstehen: Forschende des Forschungszentrums Jülich loten das Potenzial biogener LOHC-Träger aus, die Wasserstoff effizient binden und wieder freisetzen.

Flüssige organische Wasserstoffträger sollen noch nachhaltiger werden. Forschende des Forschungszentrums Jülich untersuchen dafür in einem neuen Schwerpunkt am Institute for a Sustainable Hydrogen Economy (IHE) Speichermoleküle, die aus Bioabfällen hergestellt werden und zusätzliche Vorteile bieten.

Die als Liquid Organic Hydrogen Carrier (LOHC) bezeichneten Trägerstoffe lassen sich ähnlich leicht lagern und transportieren wie flüssige Kraftstoffe. Gleichzeitig verfügen sie über die besondere Eigenschaft, erhebliche Mengen Wasserstoff zu binden und wieder abzugeben. Man spricht hier auch von „chemischer Wasserstoffspeicherung“. Die Trägerflüssigkeit selbst wird bei diesen Prozessen nicht verbraucht und kann nach dem Entladen erneut beladen werden.

In dem neuen Forschungsschwerpunkt nehmen Jülicher Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nun eine neue Generation dieser Wasserstoffträger in den Blick, die aus Pflanzenresten und weiteren biogenen Reststoffen hergestellt werden können. „Mit Trägern auf Basis nachwachsender Rohstoffe wird die chemische Wasserstoffspeicherung noch einmal deutlich attraktiver und nachhaltiger“, sagt Prof. Peter Wasserscheid. Der Direktor am IHE gilt als einer der maßgeblichen Wegbereiter der LOHC-Technologie.

Kostengünstige Katalysatoren

Die neuen, biogenen Träger versprechen noch einen weiteren Vorteil: Für die Freisetzung des Wasserstoffs aus dem Trägermolekül reicht bereits Kupfer als Katalysator aus. Dies geht aus einer im Sommer 2025 veröffentlichten und von Peter Wasserscheid kommentierten Arbeit eines chinesischen Forscherteams im renommierten Journal Nature Energy hervor.

Ein Katalysator ist ein Stoff, der eine chemische Reaktion ermöglicht oder beschleunigt. Andere Systeme benötigen dagegen üblicherweise deutlich teurere Edelmetalle wie Platin. Außerdem ermöglichen die biogenen Trägermoleküle, Wasserstoff bereits bei deutlich niedrigeren Temperaturen freizusetzen. Das spart Kosten – ebenso wie das preiswertere Katalysatormaterial.

„Nun gilt es zum einen, den besten katalytischen Pfad zu finden, um diese Trägermoleküle aus biogenen Reststoffen zu gewinnen. Zum anderen entwickeln wir neue Kupfer-Katalysatoren, um Beladung und Entladung noch effizienter zu machen“, erklärt Prof. Regina Palkovits, ebenfalls Direktorin am IHE, die Entwicklung innovativer Katalysatoren-Konzepte für den neuen Schwerpunkt verantwortet.

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Hoffnungsträger für das Rheinische Revier

Die Fragestellungen sind nicht nur wissenschaftlich interessant, sondern bieten auch großes Anwendungspotenzial für die Wertschöpfungsketten im Rheinischen Revier. Der Forschungsschwerpunkt firmiert daher auch unter dem Begriff „Sweet-LOHC“. Denn bei der ansässigen Zuckerindustrie fallen große Mengen Reststoffe an, die sich für die Produktion nutzen lassen.

„Das Rheinische Revier ist für die Demonstration solcher Technologiekonzepte prädestiniert. Hier gibt es reichlich biologische Reststoffe, Windräder und Photovoltaik-Anlagen. Landwirte können mit dem grünen Strom Elektrolyseure betreiben, den Wasserstoff auf den biogenen Träger laden und damit ihre Traktoren und Maschinen antreiben“, erklärt Peter Wasserscheid.

Seine Vision für die Zukunft: Große Maschinenringe, in denen Landwirte organisiert sind, könnten eine neue Form der energetischen Selbstversorgung realisieren, die von fossilen Energieträgern weitgehend unabhängig ist – einschließlich eines emissionsfreien Betriebs der Großfahrzeuge.

Etablierte Speichermethoden für Wasserstoff bleiben zugleich weiterhin relevant, wie Peter Wasserscheid betont: „Es gibt nicht die eine Energietechnologie, die alle Anforderungen erfüllt. Jede Speichermethode hat ihre Stärken und ihre spezifischen Anwendungsfelder.“

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