Speichertechnologie für Chlorwasserstoff

… erlaubt nachhaltigere Synthese von Wasserstoff und wichtigen Basischemikalien.

Forschungsteam der Freien Universität Berlin kann Chlorwasserstoff sicher speichern, umsetzen und elektrolysieren.

Einem Forschungsteam der Freien Universität Berlin unter Leitung des Chemikers Prof. Dr. Sebastian Hasenstab-Riedel ist es gelungen, das Gas Chlorwasserstoff sicher in Form von Ionischen Flüssigkeiten zu speichern und zu elektrolysieren. Dabei wird Chlor im Kreislauf geführt und der Energieträger Wasserstoff als Nebenprodukt bei niedrigeren Potentialen erhalten. Die neue Technologie eröffnet einen Beitrag zur nachhaltigen Transformation der Chemie und zur Energiewende. Die Studie „Bichloride Based Ionic Liquids for the Merged Storage, Processing, and Electrolysis of Hydrogen Chloride“ ist soeben im Fachmagazin „Science Advances“ erschienen: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adn5353

Chlorwasserstoff (HCl) ist ein wichtiges Nebenprodukt der chemischen Industrie – aber auch eine potenzielle Ressource für die Produktion von Wasserstoff und Chlor durch Elektrolyse. Während Chlor eine der wichtigsten Basischemikalien ist, stellt Wasserstoff in Zeiten der Energiekrise einen Schlüssel für Energiesysteme der Zukunft dar. Dazu muss HCl allerdings sicher von den industriellen Produktionsstätten zu den Elektrolyse-Standorten mit grüner Energie gebracht werden. Der technisch anspruchsvolle Transport von HCl wird bisher weitestgehend vermieden und das Potential dieser Ressource wird somit nur im begrenzten Maße genutzt.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Freien Universität Berlin um den Chemiker Prof. Dr. Sebastian Hasenstab-Riedel haben in Zusammenarbeit mit Partnern der Technischen Universität Berlin einen sicheren HCl-Speicher in Form einer Ionischen Flüssigkeit entwickelt, der eine vereinfachte Handhabung von wasserfreier HCl ermöglicht. Das HCl-Gas kann als „Bichlorid“ sicher und drucklos gebunden, aber auch wieder freigesetzt werden, um einen sichereren Transport oder eine Speicherung zu gewährleisten. Auch bei der direkten Elektrolyse des Bichlorids zu Wasserstoff und Chlor verspricht diese neue Technologie energieeffizienter als herkömmliche Systeme zu sein. Des Weiteren kann das Bichlorid auch direkt zur Synthese von weiteren Grundchemikalien verwendet werden, die man beispielsweise für die Herstellung von Kunstoffen oder Silikonen nutzt.

„Chlor und Chlorwasserstoff nehmen eine Schlüsselrolle ein, um die energieintensive chemische Industrie in eine nachhaltigere Zukunft zu führen“, erläutert Prof. Dr. Sebastian Hasenstab-Riedel seine Forschung. Die von seinem Forschungsteam entwickelte Technologie zur Speicherung von Chlorwasserstoff biete eine wichtige Voraussetzung dafür, Chlorwasserstoff kostengünstig und gefahrlos zu lagern und zu transportieren. Der Chemiker betont: „Das vereinfacht eine nachhaltige Chlor-Produktion, beispielsweise durch Strom, der durch erneuerbare Energien erzeugt wird. Zugleich kann aufgrund der großen industriellen Bedeutung von Chlor ein Beitrag zur Netzstabilität geleistet und somit die Transformation des Energiesystems unterstützt werden. Zudem eröffnen sich mit der Speicherung von Chlorwasserstoff in Form von Ionischen Flüssigkeiten ganz neue Möglichkeiten, um grundlegende chemische Prozesse nachhaltiger zu gestalten. (cxm)

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Sebastian Hasenstab-Riedel, Freie Universität Berlin, Institut für Chemie und Biochemie – Anorganische Chemie, AG Halogenchemie: von Fluor zum Iod, E-Mail: s.riedel@fu-berlin.de, Web: www.fu-berlin.de/chemie/riedel

Originalpublikation:

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adn5353

https://www.fu-berlin.de/presse/informationen/fup/2024/fup_24_063-riedel-speichertechnologie-chlorwasserstoff/index.html