09. Juli 2026
Im Zentrum steht eine zentrale Herausforderung der Energiewende: Wasserstoff effizient zu speichern. Eine vielversprechende Technologie sind sogenannte LOHCs (Liquid Organic Hydrogen Carrier). Sie können Wasserstoff chemisch binden und in flüssiger Form speichern. Das ist ein großer Vorteil für Transport und Infrastruktur, allerdings erfordert die Be- und Entladung bislang meist hohe Temperaturen sowie den Einsatz teurer Edelmetallkatalysatoren.
Hier setzt der bioinspirierte Ansatz an: In der Natur übernehmen Enzyme, sogenannte Hydrogenasen, die Umwandlung von Wasserstoff unter sehr milden Bedingungen. Die Arbeit zeigt, welche dieser Prinzipien sich auf technische Systeme übertragen lassen, um Wasserstoffspeicher effizienter, langlebiger und nachhaltiger zu machen.
„Biologische Katalysatoren zeigen uns, wie Wasserstoff unter milden Bedingungen hochselektiv umgewandelt werden kann. Diese natürlichen Designprinzipien könnten den Weg für eine neue Generation bioinspirierter LOHC-Systeme ebnen. Wir möchten solche Konzepte künftig mit H2-umwandelnden Biokatalysatoren evaluieren und für nachhaltige Wasserstofftechnologien nutzbar machen.“
„LOHC-Technologien sind besonders attraktiv, weil sie Wasserstoff in einer gut handhabbaren flüssigen Form speichern und damit vorhandene Infrastrukturen für Lagerung und Transport nutzen können. Die bioinspirierte Perspektive dieser Arbeit liefert wichtige Impulse, um künftige LOHC-Systeme noch milder, selektiver und langlebiger zu gestalten.“
Der Artikel identifiziert vier zentrale Strategien für die Weiterentwicklung. Dazu zählen die gezielte Gestaltung der Umgebung von Katalysatoren, der Einsatz von Elektronenüberträgern, die Kopplung von Protonen und Elektronentransport sowie mehrstufige Reaktionskonzepte. Ziel ist es, die heute nötigen hohen Temperaturen zu reduzieren und die Effizienz der Systeme zu steigern.
Die Arbeit ist im Rahmen des Verbundprojekts catalaix entstanden, das zwei komplementäre Forschungsrichtungen zusammenführt: Die biokatalytische Wasserstoffumwandlung in der Arbeitsgruppe von Lars Lauterbach und die Entwicklung chemischer LOHC Systeme in der Arbeitsgruppe von Peter Wasserscheid am HI ERN. Diese Kombination ermöglicht es, biologische und technische Ansätze systematisch zusammenzudenken.
Die Publikation zeigt einen konzeptionellen Rahmen auf für die nächste Generation von Katalysatoren und Trägermolekülen, die chemische Robustheit mit biologisch inspirierter Präzision verbinden und eröffnet neue Perspektiven für Wasserstoffspeicher, die effizienter, selektiver und nachhaltiger arbeiten könnten.
M. Geißelbrecht, H. Mandon, P. Wasserscheid, L. Lauterbach: Bio Inspired Design Principles for Next Generation Liquid Organic Hydrogen Carriers: Bridging Molecular Biocatalysis and Chemical Hydrogen Storage. Renewable and Sustainable Energy Reviews, accepted for publication. https://doi.org/10.1016/j.rser.2026.117216
Director and Head of Research Department Chemical Hydrogen Storage
