Forschende am Hereon-Institut haben eine neue Legierung aus Titan und Magnesium entwickelt, die mehr Wasserstoff speichern kann als andere Materialien, die bisher dafür verwendet wurden. Diese Legierung ist fast genauso leicht wie reines Magnesium, das bisher als das leichteste Material gilt.
Oftmals dient eine Verbindung verschiedener Metalle als Material zur Wasserstoffspeicherung. Sie nehmen Wasserstoff auf und geben ihn bei Bedarf wieder ab. Gängige Metall-Legierungen haben ein hohes Gewicht. Das verringert die Wasserstoffspeicherkapazität des Systems.
Forschende des Hereon-Instituts für Wasserstofftechnologie haben jetzt eine neue Legierungsfamilie aus Titan und Magnesium entwickelt. Sie speichert bei Raumtemperatur über 30 % mehr Wasserstoff als einige der am häufigsten für Wasserstoffspeicherzwecke verwendeten Materialien, wie beispielsweise Titan-Eisen-Legierungen.
Darüber hinaus ist die neu entwickelte Legierung sehr leicht: Mit 2,83 gr pro Kubikzentimeter ist es nur knapp ein Gramm schwerer als reines Magnesium - das leichteste Nutzmaterial der Welt.
Eigenschaften der neuen Legierung
Die neu entwickelte Verbindung gehört zu den so genannten „compositionally complex alloys“ („komplex zusammengesetzte Legierungen“) – kurz CCAs. Die Eigenschaften dieser Metallverbindungen können je nach Zusammensetzung des Materials angepasst werden.
Die Hereon-Forschenden haben mit Hilfe von Computersimulationen und experimentellen Daten bekannte CCAs untersucht, die sehr leicht sind und bereits Wasserstoff speichern können. Dabei haben sie verschiedene Zusammensetzungen der Materialien getestet. Dadurch konnten sie mehrere ultra-leichte CCA-Legierungen entwickeln.
Laut eigener Aussagen weisen sie einige der größten in der Literatur beschriebenen Kapazitäten zur Speicherung von Wasserstoff auf. Dieser erste Durchbruch soll die Grundlage für die Entwicklung weiterer ultraleichter Verbindungen bilden. Sie seien die Voraussetzung für zukünftige Wasserstoffspeicher und damit einer nachhaltigen und umweltfreundlichen Energieversorgung.
Quelle: Hereon/2023
