H2 für Autos: Neues Verfahren macht grünen Wasserstoff bezahlbar

Der Wissenschaftler Jens Hanke aus Berlin hat nun ein Verfahren entwickelt, das H2 aus Biomethan und anderen Gasen zu einem Bruchteil der Energiekosten von Elektrolyse gewinnt: die Plasmalyse, Zerlegung per Plasmastrahl. Der "Plasmalyzer", den seine Firma Graforce vermarktet, benötigt nur 20 Prozent der Strommenge eines vergleichbaren Elektrolyseurs und ist bereits in zahlreichen Anlagen im Einsatz.

Seit 2018 auch bei Hanke selbst: Auf dem Firmengelände im Südosten Berlins wird Wasserstoff seitdem für die werkseigene Wasserstofftankstelle produziert. "Damit betreiben wir unsere Firmenfahrzeuge", sagt der Unternehmer. Allerdings nur für den Eigenbedarf, aus rechtlichen Gründen wird der Kraftstoff nicht weiterverkauft. Den bisher größten Plasmalyzer projektiert Hanke derzeit im europäischen Ausland: Für eine Stahlproduktion entsteht eine 20-Megawatt-Anlage, die pro Stunde zwei Tonnen Wasserstoff produzieren soll.

Anders als bei der Elektrolyse nutzt Graforce als Ausgangsstoff nicht Wasser, sondern Methan, um es in seine Atome aufzuspalten. "Das erfordert weniger Energie, weil die Bindung des Wasserstoffs zum Kohlenstoff nicht so fest ist wie zum Sauerstoff im Wasser", sagt Hanke. Um die Verbindung zu lösen, nutzt sein Verfahren einen Plasmastrahl. "Das funktioniert wie im Gewitter", erklärt der studierte Mathematiker. Durch sehr hohe Potenzial-Unterschiede zwischen einem elektrischen Pol in den Wolken und dem anderen am Boden entlädt sich die Spannung schlagartig durch die Luft. Im Plasmalyzer entlädt sich die Spannung als Lichtbogen zwischen den beiden Elektroden.

In dem Reaktor geschieht die Entladung allerdings nicht in Sekundenbruchteilen, sondern permanent. Dadurch entfällt der charakteristische Knall. "Es ist eher mit dem Plasmastrahl in einer Leuchtröhre vergleichbar, der leuchtet ja auch geräuschlos." Als Spaltprodukt fällt reiner Wasserstoff an, der durch eine Membran entweicht und gesammelt wird. Der übrig bleibende, reine Kohlenstoff fällt nach unten aus. "Das ist faszinierend: Es wirkt dann so, also ob der schwarze Kohlenstoff aus dem Nichts kommt", sagt Hanke. Der Kohlenstoff kann als Zuschlagstoff für Zement, Stahl, Asphalt oder zur Bodenaufwertung dienen.

Hanke empfiehlt seine Technologie insbesondere für Klärwerke und andere Produzenten von Biomethan, um daraus grünen Wasserstoff zu gewinnen. "Es gibt gut 10.000 Biogasanlagen in Deutschland, einige haben bereits Interesse für den Plasmalyzer gezeigt." Ein weiteres Anwendungsfeld sei das sogenannte "Fackelgas" – Erdgas, das bei Förderanlagen mangels Nutzbarkeit zumeist einfach abgefackelt wird. Auch Ammoniak als Ausgangsstoff ist zur Plasmalyse geeignet. Sein Unternehmen Graforce gründete Hanke 2012. Damals wollte er ein Verfahren entwickeln, um Wasserstoff aus Meerwasser zu gewinnen. "Ich stand vor dem Problem: Sobald die Elektrode das Wasser berührt, erodiert sie. Daher suchte ich nach einem anderen Verfahren." Und kam auf die Plasmalyse.