11.08.2023 | Wasserstoff aus der Elektrolyse mit erneuerbaren Energien gilt als Schlüsselelement der Energiewende. Heute Elektrolyseure arbeiten mit teuren Edelmetallen wie Platin, Iridium und Ruthenium als Katalysatoren. Wissenschaftler:innen der TU Freiberg haben nun ein Verfahren zum Recycling dieser teuren Materialien entwickelt und patentiert.

EU-Projekt Recycalize: Verbesserung der Effizienz und Recyclingfähigkeit von Elektrolyseuren

Noch bis Ende September 2023 läuft das mit insgesamt 5,5 Mio € geförderte EU-Projekt, das vom Dänischen Technologischen Institut geleitet und von neun weiteren Partnern (TU Bergakademie Freiberg, Fraunhofer ICT, Sustainable Innovations, TWI, Blue World Technologies, Universität Bern, Prüfrex, HyCentA Research GmbH und Accurec) getragen wird.

Die Projektpartner fokussieren sich dabei auf zwei Aufgaben: die Entwicklung und Herstellung hochaktiver, nachhaltiger Katalysatoren für die Sauerstoffentwicklung, die die Verwendung kritischer Rohstoffe reduzieren oder überflüssig machen, sowie die Einführung eines Recyclingsystems für Katalysatoren, Eletroden und Gesamtsysteme von Protonenaustauschermembran-Elektrolyseuren.

Patentierte Recyclingmethode für neu entwickelten Katalysator

Im Rahmen des Projekts entwickelten Forschende an der Universität Bern einen neuen Katalysator aus Iridium und Ruthenium und immobilisierten diesen auf verschiedenen Materialien. Als effizienteste Variante für die Sauerstoffentwicklungsreaktion auf der Anodenseite der Zelle erwies sich die Kombination aus Ir- und Ru-Katalysatoren auf einem im Projekt entwickelten Trägermaterial aus antimondotiertem Zinnoxid. Und für diese Materialkombination entwickelte und patentierte das Freiberger Team um Dr. Lesia Sandig-Predzymirska eine Recyclingmethode:

„Wir haben ein hydrometallurgisches Verfahren zur Rückgewinnung von Ruthenium entwickelt und patentiert, bei dem kostengünstige Chemikalien eingesetzt werden, um die für die Industrie wertvollen Rutheniumkomplexe effizient zu gewinnen“, sagt Dr. Lesia Sandig- Predzymirska. Rutheniumkomplexe werden nicht nur in der chemischen Industrie für die Herstellung von Katalysatoren verwendet, sondern auch in vielen anderen Bereichen wie der Elektronikindustrie, der Medizin, der Biologie, den Nanowissenschaften und der Solarzellenherstellung eingesetzt.

Zusammen mit einem neu entwickelten Trennverfahren der einzelnen Metallionen erreichte das Team eine Metall-Rückgewinnung von über 90 % der enthaltenen Edelmetalle.