Metallpulver als Speicher

Wasserstoff-Projekt HyCare gestartet

Wasserstoff wird heutzutage meist in Druckgastanks mit sehr großem Volumen als Gas oder bei extrem tiefen Temperaturen als Flüssigkeit gespeichert. Alternativ kann Wasserstoff unter wesentlich günstigeren Bedingungen, etwa bei Raumtemperatur und moderatem Druck, in ein Metallpulver aufgenommen und sehr kompakt als sogenanntes Metallhydrid gespeichert werden. Das ist das Ziel des HyCARE Projekts (Hydrogen CArrier for Renewable Energy Storage): ein Prototyp eines neuartigen, kompakten Metallhydridtanks. Neu ist zum Beispiel, dass für das Wärmemanagement der geplanten Anlage ein Phasenwechsel-Material eingesetzt wird, wodurch die Energieeffizienz des Speicherprozesses deutlich erhöht wird.

An diesem Thema forschen unter anderen die Wasserstoff-Experten des Helmholtz-Zentrums Geesthacht – dem großen europäischen Projekt zum Thema Wasserstoff-Speicher namanes HyCare. Ziel ist es, einen Tankprototypen zu entwickeln, der auf kleinstem Raum mindestens 50 Kilogramm Wasserstoff aufnimmt. Die Europäische Union fördert das Projekt im Rahmen des Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking – FCH JU mit insgesamt zwei Millionen Euro. Für die Helmholtz-Forscher sind rund 150.000 Euro vorgesehen.

Tank mit dreieinhalb bis fünf Tonnen Metallpulver

Der im Projekt entwickelte Metallhydridtank wird dreieinhalb bis fünf Tonnen Metallpulver aufnehmen. Darin werden mindestens 50 Kilogramm Wasserstoff gespeichert, die größte Menge mit dieser Technologie gespeicherten Wasserstoffs in ziviler Nutzung in Europa. Der Tank wird dieselbe druckfeste Hülle wie ein herkömmlicher Druckgastank verwenden. Jedoch reduziert sich durch das eingesetzte Metallhydrid der Raumbedarf für den Wasserstoffspeicher auf ungefähr ein Zehntel, vielleicht sogar ein Zwanzigstel. Damit ist so ein Tank ideal zur Speicherung großer Wasserstoffmengen auf minimalem Raum. Zum Vergleich: Ein Metallhydridtank für 50 Kilogramm Wasserstoff wäre nur rund ein bis zwei Kubikmeter groß und könnte bei einem Druck von nur 20 bar beladen werden. Ein herkömmlicher 20 bar Gasdrucktank besäße hingegen ein Volumen von rund 25 Kubikmetern.

Am HyCARE-Project nehmen insgesamt neun Projektpartner aus ganz Europa teil*). Koordiniert wird das Projekt durch die Universität Turin. Weitere Projektpartner: Der französische Energiekonzern ENGIE, der seine Pariser Labore für die Demonstrationsanlage zur Verfügung stellen wird. Die Anlage selbst wird von zwei mittelständischen Unternehmen gebaut, der deutschen Stühff GmbH aus Geesthacht und der italienischen Tecnodelta S.r.l., Turin. Das im Projekt optimierte Speichermaterial wird von GKN Sintermetals, Radevormwald, produziert. Neben dem Helmholtz-Zentrum Geesthacht unterstützen das Projekt Forschungsteams der italienischen Fondazione Bruno Kessler in Trient, des französischen Centre National de la Recherche Scientifique – CNRS in Paris und des Norwegischen Institutt for Energiteknikk in Kjeller bei Oslo. Im Unterauftrag der Universität Turin wird der „Environment Park“, Turin, unter anderem für Kommunikation und Medienarbeit zuständig sein.

*)Teilnehmer

Das Hauptziel des HyCARE-Projekts ist die Entwicklung eines Prototyp-Wasserstoffspeichers unter Verwendung eines Festkörper-Wasserstoffträgers im großen Maßstab. Der Tank wird auf einem innovativen Konzept basieren, das Wasserstoff- und Wärmespeicherung verbindet, um die Energieeffizienz des gesamten Systems zu verbessern. Der entwickelte Tank wird am Standort von ENGIE LAB CRIGEN installiert, einem Forschungs- und Betriebszentrum für Gas, neue Energiequellen und neue Technologien. Das Zentrum mit seinen 350 Mitarbeitern befindet sich in der Plaine Saint-Denis und Alfortville in der Region Paris (F). Insbesondere wird der Festkörper-Wasserstofftank in einem Living Lab installiert, das innovative Energiespeicherlösungen entwickeln und erforschen soll. Der entwickelte Tank wird mit einem PEM-Elektrolyseur als Wasserstofflieferant und einer PEM-Brennstoffzelle als Wasserstoffnutzer verbunden. (www.hycare-project.eu)

->Quellen: