Wasserstoffperoxid aus der Brennstoffzelle

Japanische Forscher haben ein besonders elegantes Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxid entwickelt: Sie erzeugen die als Bleichmittel oder zur Aufbereitung von Abwässern verwendete Flüssigkeit in einer Brennstoffzelle. Als willkommenes Nebenprodukt fällt elektrischer Strom an.

Liefern klassische Brennstoffzellen aus Wasserstoff und Luftsauerstoff bisher neben Strom und Wärme als Abfallprodukt reines Wasser, geht das Team um Ichiro Yamanaka am Tokyo Institute of Technology einen Schritt weiter. Mit einem Überangebot an Sauerstoff endet die elektrochemische Reaktion nicht beim Wasser (H20), sondern nutzt ein zusätzliches Sauerstoffatom, um Wasserstoffperoxid (H2O2) zu bilden.

Das Geheimnis der neuen Brennstoffzelle steckt in einer Grenzfläche im Inneren der Kathode. Der gasförmige Sauerstoff wird direkt auf diese feste, aber poröse negative Elektrode gelenkt. Auf der entgegengesetzten Seite befindet sich als Elektrolytlösung verdünnte Natronlauge, die ebenfalls in die Poren eindringt. So kann eine höhere Sauerstoffkonzentration an der Elektrodenoberfläche und damit ein höherer Umsatz zum Endprodukt Wasserstoffperoxid erzielt werden. Eine halbdurchlässige Membran verhindert, dass das an der Kathode gebildete Wasserstoffperoxid an die Anode gelangen kann – dort würde es sonst zu einfachem Wasser zurück reagieren.

Auch mit Luft statt mit reinem und teurem Sauerstoff bringt die Brennstoffzelle eine ausreichend hohe Leistung. Dadurch könnte sich das neue Konzept zu einer wirtschaftlich interessanten Alternative für die großtechnische Produktion von Wasserstoffperoxid entwickeln.