Selbst modernste Batterien begrenzen die Laufzeit von Laptop, Tablet-PC oder Smartphone auf einige wenige Stunden. Ganz anders Wasserstoff: Das Gas könnte in Brennstoffzellen umweltfreundlich und effizient in Wasser umgesetzt werden und dabei größere Mengen an Strom liefern. Ein Problem dabei ist es, der Zelle ausreichend Wasserstoff zur Verfügung zu stellen.

Am einfachsten erzeugt man das Gas direkt vor Ort aus einem Methanol-Wasser-Gemisch, meinen Edman Tsang von der University of Oxford und Kollegen. Dazu haben sie nun einen Katalysator entwickelt, der speziell für den mobilen Einsatz geeignet ist.

Nach Meinung der Forscher hat er einen entscheidenden Vorteil gegenüber bisherigen Verfahren: Neben Wasserstoff setzt er lediglich Kohlendioxid frei und nicht wie die meisten seiner Konkurrenten auch Kohlenmonoxid. Es gilt als schädlich für die Membran der Brennstoffzellen und muss daher aufwändig entfernt werden. Bei kleineren Geräten sei eine solche Aufbereitung unmöglich. Außerdem arbeitet ihr Katalysator bei einer vergleichsweise geringen Temperatur von 150 Grad Celsius. Die dafür notwendige Energie könnte aus der Abwärme der Brennstoffzelle stammen, so die Forscher.

Die Wissenschaftler griffen dazu auf Kupfer zurück, das bereits länger zur Wasserstoffgewinnung aus Methanol herangezogen wird. Die Besonderheit ihres Ansatzes besteht darin, das Metall bei der Herstellung mit Gallium und Zink zu kombinieren. Dabei entsteht eine Struktur, in die sich Kupferstückchen von nur wenigen Nanometern Größe einlagern. Dadurch wächst die katalytisch aktive Oberfläche erheblich, was den Stoffumsatz erhöht. Die Kombination dieser Stoffe hatte sich im Experiment als die am besten geeignete herausgestellt. Zwar reicht die Leistung des Katalysators nicht aus, um ihn in Konkurrenz zu großtechnischen Anwendungen zu setzen oder Energie für ein Auto zu liefern, genüge aber für Geräte im Taschenformat.

Ob es in absehbarer Zeit zu einem Einsatz von Tsangs Kupfer-Kat kommt, ist allerdings noch offen. Zunächst müsse das Material noch seine Dauerhaftigkeit unter Beweis stellen, schreiben die Forscher.

Darüber hinaus wird wohl erst die konkrete Produktentwicklung erweisen, ob Wasserstofftechnik im mobilen Elektrogerät tatsächlich hält, was sie verspricht. Der Ansatz der Forscher – das Wasserstoffgas direkt vor Ort zu erzeugen – umgeht immerhin schon einmal das Problem der Speicherung: Alternativen verlangen beispielsweise nach einer Kartusche mit komprimiertem H₂-Gas. Das sei unhandlicher und verbrauche mehr Platz als ein Behälter mit dem Methanol-Wasser-Gemisch, das der Kupferkatalysator umsetzt, meinen Tsang und Kollegen.