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Chemische mobile Speicher für Wasserstoff

Chemische mobile Speicher für Wasserstoff

Auch mobile chemische Speicher für Wasserstoff gewinnen zunehmend an Bedeutung, werden derzeit aber noch erforscht. Wasserstoff gilt dabei als alternativer chemischer Energieträger. Grundvoraussetzung für dessen Speicherung ist eine kostengünstige und effiziente Speicherstruktur. Diese kann für mobile, aber auch stationäre Anwendungen zum Einsatz kommen. Vorteile und Nachteile sind dabei ebenso vorprogrammiert. Zu den Vorteilen gegenüber Kryospeichern und Druckspeichern gehören unter anderem:

  • hohe volumetrische Kapazität,
  • moderate Speicherdrücke und Temperaturen

Damit Wasserstoff chemisch gespeichert werden kann, ist thermische Energie vonnöten, die zugeführt werden muss. Dadurch wird der Wasserstoff im Hybrid sicher eingeschlossen. Die thermische Energie kann zusätzlich genutzt werden, etwa für das Thermomanagement in Fahrzeugen.

Funktionsweise chemischer Speicher von Wasserstoff

Die Funktionsweise der chemischen Speicher von Wasserstoff folgt ebenfalls einem klaren Prinzip.

Einsatz reversibler Reaktionen zwischen Fest- und gasförmigen Wasserstoff.
Einlagerung des Wasserstoffs wird auch als Hybridbildung bezeichnet.
Es handelt sich dabei um einen exothermen Prozess, bei dem Wärme abgeführt wird.
Bei der Rückreaktion handelt es sich um endotherme Reaktion. Sie ist nur möglich, wenn Wärme zugeführt wird.
Dadurch werden an die Ausrichtung des Speichers hohe Anforderungen gestellt, speziell für den mobilen Bereich. Hier müssen Betankungszeiten sehr kurzfristig realisiert werden.

Einsatzbereiche mobiler chemischer Wasserstoff-Speicher

Eingesetzt werden können chemische Speicher für Wasserstoff im mobilen, aber auch stationären Bereich. Derzeit sind vorwiegend folgende Einsatzbereiche zu berücksichtigen:

  • On-Board-H2-Speicherung im Fahrzeug
  • Dezentrale H2-Erzeugung als sichere Pufferspeicher
  • Reinigung von Gasgemischen

Im Fahrzeug kommt es bei der On-Board-H2-Speicherung vor allen darauf an, dass die Beladungsdynamik sehr schnell ist, insbesondere beim Betanken des Speichers. Die gravimetrische Speicherdichte des gesamten Systems muss dabei zusätzlich sehr hoch sein. Um den Wasserstoff bereitzustellen, sollte die Abwärme aus dem Energiewandler im Fahrzeug genutzt werden. Das kann sowohl die Brennstoffzelle, als auch der Verbrennungsmotor sein.

Ausblick zur chemischen Wasserstoff-Speicherung

Derzeit wird im Bezug auf chemische Wasserstoff-Speicher viel Forschung betrieben. Dabei geht es vor allem um:

  • Verbesserungen vom Stoff- und Wärmetransport im Speicher
  • Bestimmung der Reaktionsdynamik des Speichers
  • Untersuchung der Einflussgrößen auf die Reaktionsdynamik