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Über viele Jahre galt grüner Wasserstoff nahezu als Synonym für Elektrolyse. Milliardeninvestitionen, nationale Wasserstoffstrategien und zahlreiche Industrieprojekte haben die Technologie zum bevorzugten Verfahren für die klimafreundliche Wasserstoffproduktion gemacht. Doch eine alternative Technologie entwickelt sich derzeit mit bemerkenswerter Geschwindigkeit - und könnte diese Annahme deutlich früher infrage stellen als viele Marktteilnehmer erwarten.
Die sogenannte Photokatalyse, bei der Wasserstoff direkt aus Sonnenlicht und Wasser erzeugt wird, ohne einen Elektrolyseur zu benötigen, galt lange Zeit als wissenschaftlich vielversprechend, jedoch weit von einer kommerziellen Nutzung entfernt. Dieses Bild beginnt sich jedoch zu ändern. Grund dafür sind deutliche Fortschritte bei Photokatalysatoren sowie die Entwicklung skalierbarer Reaktortechnologien.
Jüngste Entwicklungen deuten darauf hin, dass die Branche an einem entscheidenden Wendepunkt stehen könnte.
Ein einfacherer Weg zu grünem Wasserstoff
Die klassische Produktion von grünem Wasserstoff erfordert eine umfangreiche Infrastruktur. Photovoltaikanlagen erzeugen zunächst Strom, der anschließend über elektrische Komponenten zu einem Elektrolyseur geleitet wird, wo Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten wird.
Bei der photokatalytischen Wasserspaltung entfallen mehrere dieser Prozessschritte vollständig. Stattdessen wird konzentriertes Sonnenlicht direkt auf einen Reaktor gelenkt, der Wasser und einen Photokatalysator enthält. Dieser löst unmittelbar die chemische Reaktion zur Wasserstoffproduktion aus - ganz ohne den Umweg über elektrische Energie.
Dieser vereinfachte Prozess könnte erhebliche wirtschaftliche Vorteile bieten.
Elektrische Infrastruktur, Leistungselektronik und Elektrolyseure machen einen erheblichen Teil der Investitionskosten heutiger Wasserstoffprojekte aus. Können diese Komponenten weitgehend entfallen, sinken sowohl die Anfangsinvestitionen als auch die technische Komplexität - insbesondere in Regionen mit hoher direkter Sonneneinstrahlung. Das Reaktorkonzept von Sparc Hydrogen basiert genau auf diesem Ansatz: Konzentrierte Solarenergie wird mit einem patentierten photokatalytischen Reaktor kombiniert, um die Infrastruktur zu vereinfachen und gleichzeitig die Skalierbarkeit zu verbessern.
Die Effizienzlücke schließt sich
Trotz ihrer Einfachheit hatte die Photokatalyse bislang einen entscheidenden Nachteil: den Wirkungsgrad.
Über Jahre erreichten kommerziell relevante Photokatalysatoren unter realen Bedingungen lediglich etwa ein Prozent Solar-zu-Wasserstoff-Effizienz. Damit lagen sie deutlich unter den rund 12 bis 15 Prozent, die moderne Photovoltaik-Anlagen in Kombination mit Elektrolyse erzielen können. Unter diesen Voraussetzungen blieb die Elektrolyse wirtschaftlich klar im Vorteil.
Doch dieser Abstand könnte sich deutlich schneller schließen als bislang angenommen.
Nach Einschätzung mehrerer Branchenexperten erreichen moderne Photokatalysatoren inzwischen bereits Wirkungsgrade von rund zehn Prozent im Labor. Einige Forscher halten Werte zwischen 20 und 25 Prozent innerhalb der kommenden ein bis zwei Jahre für realistisch. Langfristig gelten sogar rund 30 Prozent als theoretisch erreichbar.
Noch bemerkenswerter als die absoluten Wirkungsgrade ist allerdings die Geschwindigkeit, mit der sich die Technologie entwickelt. Gegenüber Hydrogen Insight erklärte Sparc-Hydrogen-CEO Alana Barlow, dass die jüngsten Fortschritte bei Photokatalysatoren den Weg zur Kommerzialisierung erheblich verkürzt hätten. "Diese Möglichkeit ist unglaublich, wenn man bedenkt, dass vor drei Jahren lediglich Katalysatoren mit einem Wirkungsgrad von etwa einem Prozent verfügbar waren", sagte sie mit Blick auf die rasanten Fortschritte der Forschung. Gleichzeitig ergänzte Barlow: "Ich denke, die nächsten zwei bis drei Jahre sind durchaus realistisch", als sie den Zeitrahmen für ein marktfähiges Produkt beschrieb.
Anstatt selbst neue Photokatalysatoren zu entwickeln, konzentriert sich Sparc Hydrogen (ISIN: AU0000115750) auf die Entwicklung der Reaktortechnologie, die deren spätere kommerzielle Nutzung ermöglichen soll. Ziel ist eine skalierbare Plattform, die neue und leistungsfähigere Photokatalysatoren unmittelbar integrieren kann. Dadurch könnte das Unternehmen von den Fortschritten der gesamten Forschungslandschaft profitieren, ohne auf einen einzelnen firmeneigenen Katalysator angewiesen zu sein. Der patentierte Reaktor wird derzeit in der SHARP-Pilotanlage in South Australia unter realen Betriebsbedingungen getestet.
Vom Labor in die Praxis
Allein ein effizienterer Katalysator macht noch keine marktreife Technologie.
Vielmehr besteht die eigentliche Herausforderung darin, vielversprechende Labormaterialien in kontinuierlich arbeitende industrielle Wasserstoffanlagen zu überführen. Entscheidend wird sein, neue Photokatalysatoren zuverlässig in großskalige Reaktorsysteme zu integrieren, die auch unter wechselnden Wetterbedingungen stabil arbeiten.
Genau an diesem Punkt setzt Sparc Hydrogen an - ein Joint Venture von Sparc Technologies, Fortescue (ISIN:AU000000FMG4) und der University of Adelaide. Mit der SHARP-Pilotanlage in Roseworthy (South Australia) soll nicht nur die Reaktortechnologie validiert, sondern gleichzeitig eine Plattform geschaffen werden, auf der neue Photokatalysatoren unter realen Betriebsbedingungen getestet werden können.
Nach Angaben des Unternehmens befindet sich die Anlage inzwischen seit sechs Monaten im kontinuierlichen Betrieb. Dabei wurden ein autonomer Anlagenbetrieb, eine stabile Wasserstoffproduktion unter maximalem Reaktordruck sowie ein zuverlässiger Betrieb selbst während des australischen Sommers mit Außentemperaturen von bis zu 46 Grad Celsius nachgewiesen. Zudem berichtet das Unternehmen, dass die eingesetzten Photokatalysatoren auch nach mehr als drei Monaten Dauertest keine wesentlichen Leistungseinbußen gezeigt hätten, während die Effizienz weiterhin mit Laborwerten verglichen werde.
Auch wenn sich das Projekt noch in der Pilotphase befindet, markieren diese Ergebnisse einen wichtigen Schritt vom Laborversuch hin zur industriellen Validierung.
Europa treibt den Wasserstoffausbau voran
Die technologische Entwicklung fällt zudem in eine Phase zunehmender politischer Unterstützung.
In ganz Europa investieren Regierungen in Wasserstoffinfrastruktur, Programme zur Dekarbonisierung der Industrie sowie Fördermaßnahmen für kostengünstige Wasserstoffproduktion. Im Rahmen jüngster Gespräche in Spanien, Deutschland, Großbritannien und den Niederlanden sowie auf dem World Hydrogen Summit in Rotterdam berichtete Sparc Hydrogen von wachsendem Interesse seitens Industrieunternehmen, Reaktorentwicklern, Forschungseinrichtungen und Photokatalysator-Herstellern, die an Wasserstofftechnologien der nächsten Generation arbeiten.
Nach Angaben des Unternehmens nehmen zudem Kooperationen mit Universitäten und Materialentwicklern zu, während sich das weltweite Photokatalyse-Ökosystem zunehmend von der Grundlagenforschung in Richtung industrieller Anwendung entwickelt.
Eine Technologie mit großem Potenzial
All dies bedeutet jedoch nicht, dass die Elektrolyse kurzfristig verdrängt wird.
Vielmehr beginnt das hohe Innovationstempo die Erwartungen innerhalb der Branche zu verändern. Sollten Photokatalysatoren ihre Wirkungsgrade weiter steigern und Reaktorentwickler deren Leistungsfähigkeit unter Praxisbedingungen erfolgreich nachweisen, könnte sich die Photokatalyse als ergänzende Technologie insbesondere in sonnenreichen Regionen und dezentralen Industrieanwendungen etablieren.
Für Investoren im Wasserstoffsektor dürften die kommenden zwei Jahre daher von besonderer Bedeutung sein. Nach langer Zeit als überwiegend akademisches Forschungsthema entwickelt sich die photokatalytische Wasserspaltung zunehmend zu einer ernstzunehmenden kommerziellen Option. Ob sie die Elektrolyse langfristig überholen wird, bleibt offen. Erstmals wird diese Möglichkeit jedoch nicht mehr nur als theoretische Vision diskutiert, sondern als realistischer technologischer Meilenstein.
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Quellen:
https://www.globenewswire.com/news-release/2026/03/24/3261101/0/en/HydroGraph-and-Sparc-Technologies-Team-Up-to-Commercialize-Graphene-Enhanced-Coatings-for-Global-Infrastructure-Protection.html
https://clients3.weblink.com.au/pdf/SPN/03086636.pdf
https://www.akzonobel.com/content/dam/akzonobel-corporate/global/en/regional-assets/japan/wind-expo-2025-brochure-02-IP0078-Interzone%20954-UK-LR.pdf
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