Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHTDas Projekt »Core-H2storage« hat das Ziel, die Speicherung von Wasserstoff effizienter zu gestalten. Innerhalb von drei Jahren entwickelt das Projektkonsortium vielseitige, breit zugängliche und sichere Prototypen für Wasserstoffspeichertanks mit niedrigem Druck. Die Arbeiten der sieben Projektpartner umfassen sowohl die Grundlagenforschung zu Materialbeschaffenheit der Wasserstoffspeichertanks als auch die Modellierung und die Prototypenentwicklung und -anwendung. Das Projekt ist in acht Teilprojekte unterteilt.
Kosten- und ressourceneffiziente Speicherung von Wasserstoff
Entwicklung eines Prototypen zur Wasserstoffspeicherung bei niedrigem Druck
Projekt
Projektziele
1. Effiziente H2-Lagerung
Die Effizienz des Speicherprozesses stand bei den derzeit verwendeten Wasserstoffspeicherverfahren nicht im Vordergrund. Das Projekt »Core-H2Storage« befasst sich mit der Kosten-, Ressourcen- und Energieeffizienz bei der Wasserstoffspeicherung, um eine effizientere Nutzung erneuerbarer Energien zu ermöglichen.
2. Maximale Speicherkapazität unter verschiedenen Randbedingungen
Die Wasserstoffspeicherkapazität soll durch Modellierung, Herstellung und Prüfung verschiedener Werkstoffe (Aerogel/Fluid-Paare; HEA-Zusammensetzungen) maximiert werden. Zu berücksichtigende Rahmenbedingungen betreffen zum einen Verfügbarkeit und Kosten der eingesetzten Materialien, zum anderen die ökologische und ökonomische Betrachtung des gesamten Speicherprozesses. Nach der Festlegung der Randbedingungen verschiedener Einsatzgebiete kann das optimale Speichersystem (Si-Aerogel oder HEA) mit einer möglichst großen nutzbaren Speicherkapazität definiert werden.
3. Sicherheit
Technologien zur Speicherung von Wasserstoff müssen sicher sein. Daher liegen hier die zentralen Herausforderungen in der Vermeidung von Leckagen und in der Handhabung von Wasserstoff. Durch die sorptive Bindung des Wasserstoffs in den geplanten Materialien erhöht sich die Sicherheit der Wasserstoffspeicherung grundsätzlich. Dieser Aspekt kann die Akzeptanz für Wasserstoff als Energieträger deutlich verbessern.
4. Skalierbarkeit
Um Wasserstoff-Technologien in der Breite einführen zu können, sind skalierbare Wasserstoffspeicherlösungen und ihre wirtschaftliche Tragfähigkeit wesentliche Voraussetzungen.
5. Praktische Anforderungen an die Speichersysteme
Bei beiden Systemen muss die Kinetik der Prozesse zur Sättigung und Freigabe von Wasserstoff aus dem Metallvolumen bzw. der Aerogelstruktur berücksichtigt werden. Um mit bestehenden Kraftstoffsystemen vergleichbar zu sein, sollte die Betankungszeit im Bereich von drei bis fünf Minuten liegen.
Für die Verwendung von Wasserstoff als Kraftstoff, z.B. in PEM-Brennstoffzellen, spielt dessen Qualität eine entscheidende Rolle. Diese Qualitätsanforderungen sind für die Speichersysteme Aerogel und HE-Legierungen zu berücksichtigen.
Durch die Planung eines modularen, skalierbaren Systems können die entwickelten H2-Speichersysteme als Pufferspeicher für verschiedene Anwendungen genutzt werden. Diese Art von Speicherlösung eignet sich besonders für den Ausgleich von Schwankungen in der Wasserstoffproduktion und -nachfrage. Durch die Weiterentwicklung und Optimierung von Wasserstoff-Pufferspeichern können wir die Wasserstoffversorgung effizienter und zuverlässiger gestalten und einen Beitrag zur Entwicklung einer nachhaltigeren Energiezukunft leisten.