Elektrosynthese mit Sonne und Wind

Wie lassen sich molekulare Energiespeicher mit Strom aus erneuerbaren Quellen herstellen? Was beim Aufbau von Brennstoffzellen für den Hochstrombetrieb zu beachten ist, wie die CO₂-Reduktion mit mehr als zwei Elektronen gelingt und ob elektrochemisch hergestellte Energieträger wettbewerbsfähig sind.

Wie viel Energie wir verbrauchen, hängt schon immer von Tages- und Jahreszeiten ab. Die Verfügbarkeit erneuerbarer Energie hängt zusätzlich stark vom Wetter ab – eine Schwierigkeit der Energiewende.

In den letzten 20 Jahren sind die Speicherkapazitäten von Batterien erheblich erweitert worden. Inzwischen scheint es machbar, elektrische Energie aus erneuerbaren Quellen künftig für wenige Tage sowohl in ausreichender Menge als auch mit über 90 Prozent Energieeffizienz zu speichern, sodass beim Rückverstromen nur knapp 10 Prozent verloren gehen. Batterien eignen sich allerdings noch nicht, um wochenlange Wetterperioden mit wenig Wind und geringer Sonneneinstrahlung zu überbrücken. Denn die Batteriematerialien sind zu teuer und nicht in ausreichender Menge vorhanden.

Eine Alternative ist, chemische Energie molekular zu speichern, etwa in Wasserstoff, der sich durch

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