So macht Kaffee Kreuzfahrtschiffe umweltfreundlicher

Kaffeesatz könnte die Wasserstoffproduktion an Bord von Schiffen und U-Boot rentabel machen.

Kreuzfahrten genießen in Europa und den USA nach Ende der Coronapandemie wieder große Beliebtheit. Sie versprechen unvergessliche Reiseerlebnisse, sind aber alles andere als gut für die Umwelt. Denn die meisten Kreuzfahrtschiffe werden nach wie vor mit Schweröl betrieben, was hohe CO₂-Emissionen und Feinstaubbelastungen zur Folge hat.

Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben jetzt eine innovative und umweltfreundlichere Lösung entwickelt, die zudem eine überraschende Ressource nutzt: Kaffeesatz.

Wasserstoff als klimafreundlicher Treibstoff (mit Problemen)

Wasserstoff wird als eine vielversprechende alternative Energiequelle betrachtet. Dennoch sind seine Eigenschaften, wie hohe Entflammbarkeit und Flüchtigkeit, insbesondere für den Einsatz auf Schiffen problematisch. Ein zentraler Aspekt der MIT-Entwicklung ist deshalb die Produktion von Wasserstoff direkt an Bord der Schiffe stattfinden zu lassen.

Die Lösung basiert auf der Reaktion von Aluminiumpellets mit Meerwasser zur Wasserstoffproduktion. Ein großes Hindernis stellt jedoch die natürliche Oxidschicht auf Aluminium dar, die dafür sorgt, dass dieser Prozess nur sehr langsam abläuft. Hier setzen die MIT-Forscher an: Sie nutzen eine spezielle Legierung aus Gallium und Indium in Verbindung mit dem im Kaffeesatz enthaltene Wirkstoff Imidazol, der wie das Team in der Fachzeitschrift „Cell Reports Physical Science„, beschreibt den Entstehungsprozess zu Wasserstoff beschleunigt.

Ein neuer Test-Reaktor für Schiffe und U-Boote gebaut

Aly Kombargi, Hauptautor der MIT-Studie, betont die Anwendungsmöglichkeiten dieser Technologie in der maritimen Nutzung. Der innovative Ansatz erfordert nur Aluminium als „Treibstoff“, während der Wasserstoff mit dem reichlich vorhandenen Meerwasser direkt an Bord produziert wird. Ein kompakter Reaktor, der recycelte Aluminiumpellets, geringe Mengen der Gallium-Indium-Legierung und Kaffeesatz nutzt, könnte auf Schiffen und U-Botten eingesetzt werden. Diese Kombination mit Meerwasser ermöglicht die bedarfsgerechte Wasserstoffproduktion für Antriebssysteme oder Stromerzeugung.

Umwelt- und kosteneffizient: Die Vorteile von Kaffeesatz

Der Einsatz von Kaffeesatz ist nicht nur umweltfreundlich, sondern auch wirtschaftlich sinnvoll, da Kaffeesatz als Abfallprodukt in großen Mengen anfällt. Diese innovative Nutzung zeigt das Potenzial interdisziplinärer Forschung und kreativer Ansätze zur Bewältigung globaler Herausforderungen.

Ein Nachteil der Methode ist die Seltenheit und die hohen Kosten von Gallium und Indium. Doch die Forscher haben festgestellt, dass diese Metalle nach ihrer Nutzung im Meerwasser recycelt werden können, was die Kosten und den ökologischen Fußabdruck weiter reduzieren könnte.

Vielversprechende Ergebnisse und zukünftige Anwendungen

Der Prototyp-Reaktor des MIT-Teams zeigt bereits beeindruckende Ergebnisse: Mit nur 20 Kilogramm Aluminiumpellets kann ein U-Boot etwa 30 Tage betrieben werden. Die Forscher untersuchen derzeit, ob diese Technologie auch für Lastwagen und Züge geeignet ist und ob Wasserstoff sogar aus Luftfeuchtigkeit gewonnen werden kann.

Die beschleunigte Wasserstoffproduktion durch Kaffeesatz ist ein herausragendes Beispiel für innovative Ansätze und Recycling, die zu einer nachhaltigen Zukunft beitragen können. Sollten die Ergebnisse auch in anderen Bereichen ähnlich positiv ausfallen, könnte Wasserstoff als umweltfreundliche Energiequelle im Verkehrs- und Energiesektor eine bedeutende Rolle spielen.

Fazit Die am MIT entwickelte Methode zur Wasserstoffproduktion an Bord von Schiffen unter Einsatz von Kaffeesatz und speziellen Legierungen stellt eine potenzielle Revolution für die Schifffahrt dar. Dieser Ansatz reduziert CO₂-Emissionen und Feinstaubbelastungen und nutzt gleichzeitig nachhaltige Ressourcen. Trotz der hohen Kosten für Gallium und Indium zeigt das Recycling-Potenzial dieser Metalle vielversprechende Perspektiven. Sollte diese Technologie erfolgreich umgesetzt werden, könnte sie auch auf andere Verkehrsmittel übertragen werden und einen wichtigen Beitrag zur Reduktion des Klimawandels leisten. Kaffeesatz könnte somit tatsächlich einen entscheidenden Beitrag zu einer grüneren Zukunft leisten.