In der Welt der Wasserstofftechnologien tut sich gerade einiges. Ein Forschungsteam der Helmut-Schmidt-Universität/Universität der Bundeswehr Hamburg und des Helmholtz-Zentrums Hereon hat ein innovatives Konzept zur Wasserstoffverdichtung entwickelt, das eine effizientere und nachhaltigere Wasserstoffinfrastruktur verspricht.
Dieser neue Ansatz nutzt Wasserstoff erstmals nicht nur als Verdichtungsmedium, sondern auch als Wärmeüberträger. Dabei zielt das Forschungsteam darauf ab, Metallhydrid-Kompressoren zu fördern, die sich durch ihre leisen, robusten und wartungsarmen Eigenschaften auszeichnen. Bisher waren die Möglichkeiten der Metallhydrid-Kompressoren durch den langsamen Wärmetransport im Metallhydrid begrenzt. Nun zeigt eine neue Studie, dass ein geschlossener Kreislauf aus heißem und kaltem Wasserstoff die klassischen internen Wärmetauscher ersetzen kann, was eine schnellere Aufnahme und Abgabe von Wasserstoff ermöglicht. Dadurch entsteht eine erhebliche Steigerung der Leistungsdichte dieser Kompressoren.
Optimierung durch Digi-HyPro
Ein wichtiger Bestandteil dieser Entwicklungen kommt aus dem Projekt „Digi-HyPro“, das von dtec.bw und der EU gefördert wird. Dieses Forschungsprojekt läuft seit Oktober 2020 und wird bis September 2024 weitergeführt. Das Hauptziel besteht darin, das Zusammenspiel zwischen Elektrolyseuren, Metallhydridspeichern, Brennstoffzellen und dem Gasnetz durch eine digitale Smart-Energy-Transform-Box (SET-Box) zu analysieren und zu optimieren.
In der SET-Box wird Wasserstoff auf besonders effiziente Weise erzeugt und gespeichert. Diese Container-Lösung ist modular und skalierbar, was eine dezentrale Nutzung ermöglicht. Darüber hinaus wird Wasserstoff durch Elektrolyse erzeugt und entweder in Metallhydridspeichern gespeichert oder direkt ins Erdgasnetz eingespeist. Solche synergistischen Ansätze könnten nicht nur die Erzeugung von Wasserstoff kostengünstiger gestalten, sondern auch dessen langfristige Speicherung sicherstellen.
Kombination von Technologien
Ein zusätzliches Plus der neuen Technologien ist die flexible Transformation der Energie und die Kopplung von Strom-, Gas- und Mobilitätsnetzen. Diese Entwicklung könnte dazu beitragen, die Herausforderungen bei der Speicherung von Wasserstoff zu meistern, insbesondere angesichts der Tatsache, dass Wasserstoff bei Normaldruck und -temperatur extrem leicht ist und somit schwer zu speichern.
Die Fortschritte in der Wasserstofftechnik könnten einen wesentlichen Beitrag zu einer sustainable Energiewende leisten. Mit Metallhydrid-Kompressoren, die in den nächsten Jahren eine zentralere Rolle in der Wasserstoffinfrastruktur spielen könnten, stellt sich die Frage: Wie schnell können diese Technologien die industrielle Anwendung finden?
Die Forschungsergebnisse dieser spannenden Studie wurden im Journal *Nature Communications Engineering* veröffentlicht und bereits vorab patentiert. Es bleibt abzuwarten, welche weiteren Entwicklungen aus diesen aufregenden Forschungsarbeiten hervorgehen werden.