02.02.2021 - 11:47

Fraunhofer-Institut entwickelt Paste zur Wasserstoff-Speicherung

Forschende am Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Dresden haben eine Paste zur Wasserstoff-Speicherung entwickelt. Die sogenannte „Powerpaste“ soll dabei hohe Energiedichten bieten und sich für alle Arten von Fahrzeugen eignen – vom E-Tretroller bis zum Auto.

Mit der auf dem Feststoff Magnesiumhydrid basierenden „Powerpaste“ soll sich Wasserstoff bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck chemisch speichern und bedarfsgerecht wieder freisetzen lassen, wie das Fraunhofer IFAM mitteilt. Das sei auch dann unkritisch, wenn der Roller bei sommerlicher Hitze stundenlang in der Sonne stehe – da sich die Powerpaste erst oberhalb von etwa 250 Grad Celsius zersetzt.

Ausgangsmaterial für die Speicher-Paste ist offenbar lediglich pulverförmiges Magnesium, also ein sehr häufig vorkommendes Element. Bei 350 Grad Celsius und fünf- bis sechsfachem Atmosphärendruck wird dieses mit Wasserstoff zu Magnesiumhydrid umgesetzt. Zusammen mit Ester und Metallsalz werde dann die Powerpaste hergestellt, so die Mitteilung.

Die zähflüssige Powerpaste soll somit den zylindrischen Drucktank ersetzen, wie er etwa in Brennstoffzellen-Autos und -Bussen verbaut wird. In der Mitteilung gibt das Institut daher an, dass sich diese Lösung etwa für Wasserstoff-Antriebe bei Kleinfahrzeugen eigne: Aus Platzgründen wäre ein solcher Druck-Tank bei E-Tretrollern oder E-Rollern nur schwer umsetzbar.

Der Tankvorgang gestaltet sich laut den Fraunhofer-Forschenden denkbar einfach: Statt eine Tankstelle anzusteuern, wechselt der Roller-Fahrer einfach eine Kartusche und füllt zusätzlich Leitungswasser in einen Wassertank. Im Fahrzeug selbst wird die Paste aus der Kartusche gedrückt, und je nach Leistungsbedarf mit einer genau bemessenen Menge Wasser vermischt. Bei dieser Reaktion entsteht gasförmiger Wasserstoff, der dann in der Brennstoffzelle zu Strom für den E-Motor umgewandelt werden kann.

– ANZEIGE –



Bei der Reaktion stammt nur die Hälfte des Wasserstoffs aus der Powerpaste, die andere Hälfte aus dem Wasser. „Die Energiespeicherdichte der Powerpaste ist daher enorm: Sie ist wesentlich höher als bei einem 700 bar-Drucktank“, sagt Marcus Vogt, Wissenschaftler am Fraunhofer IFAM. „Verglichen mit Batterien hat sie sogar die zehnfache Energiespeicherdichte.“ Auf ein Auto hochgerechnet soll der Fahrer mit der Powerpaste „eine ähnliche Reichweite wie mit der gleichen Menge Benzin erzielen, wenn nicht sogar eine größere“. Auch ein FCEV mit 700-bar-Drucktank könne die Paste schlagen.

Zudem sehen die Forschenden einen weiteren großen Vorteil ihrer Entwicklung: Da die Paste fließfähig und pumpbar sei, könne sie nicht nur in Kartuschen und Kanistern angeboten werden, sondern auch an einer Abfüllanlage „getankt“ werden. Die teure Infrastruktur für gasförmigen Wasserstoff bei hohem Druck oder tiefgekühlten flüssigen Wasserstoff bei – 253 Grad Celsius entfiele.

Drei Punkte, die offen sind: Zu den Kosten als auch dem wichtigen Kriterium der Umwelt- und Energiebilanz macht das Institut – wohl angesichts des frühen Stadiums – keine Angaben. Auch die Produktion und deren Skalierbarkeit muss noch geklärt werden. Hier sind die Forschenden aber dran: Am Fraunhofer-Projektzentrum für Energiespeicher und Systeme ZESS baut das Fraunhofer IFAM derzeit eine Produktionsanlage auf. Ende 2021 soll diese in Betrieb gehen und dann bis zu vier Tonnen Powerpaste pro Jahr produzieren.
fraunhofer.de

– ANZEIGE –

Juice J+ pilot

Stellenanzeigen

Junior Business Developer Elektromobilität (m/w/d)

Zum Angebot

Account Manager (w/m/d) für die DACH Region (Remote oder Office München)

Zum Angebot

[Junior] Sales Manager E-Mobility (m/w/d)

Zum Angebot

33 Kommentare zu “Fraunhofer-Institut entwickelt Paste zur Wasserstoff-Speicherung

  1. Reiter

    1% des weltweiten Wasserstoffs ist grün…bei Strom haben wir ja die Grenzwertbetrachtung gelernt, erst wenn 99% der jetzigen Verbraucher mit grünem W. versorgt sind, fährt der neueste Pasten-karren grün. (aus irgendwelchen unbekannten Quellen)
    Ansonsten sind die Dampfreformations-Emissionen mit 2% russischen Methanschlupf-Erdgas heranzuziehen. Also schlimner als Benzin/Diesel bis….

    • Gjr

      Wieviel % der Auto Akkus sind denn heute Grün? Genau: 1%.

      • Reiter

        Quelle?

        • Alf

          Kraftfahbundesamt. Einfach mal die Statistiken auswerten. Sind jedermann zugänglich.

          • Reiter

            Ja und?

    • Christian Bodler

      Das dachte ich auch, allerdings wegen der Entwicklung zweigleisig fahren um den Fortschritt nicht zu versäumen. Die Schwerindustrie wartet darauf.

  2. Tom

    …und was macht die Paste bei tiefen Temperaturen?
    Hart wie Eis?

  3. Markus D.

    Mal abgesehen von der initialen Wasserstoff-Produktion – soweit ich mich an meinen Chemie-Unterricht erinnere, sollte beim Herauslösen des Wasserstoffs aus dieser Paste neben dem Wasserstoff auch einiges an Restmaterial übrig bleiben, in welcher Form auch immer (Feststoff, Gas, Flüssigkeit). Das müsste dann irgendwie abgeführt oder bei einem “Tankvorgang” abgesaugt und recycled werden.
    Trotzdem nicht uninteressant…

    • Erik Staack

      Wenn das Kartuschen Konzept so konstruiert wird, dass die Reststoffe in die Kartusche zurück kommen, wäre auch der Weg zum Recycling nicht weit. Aber das ist im Stadium der Grundlagen noch ein Schritt zu früh

  4. Hans Herbert

    Hier bleiben doch viele Fragen unbeantwortet! Für die Wasserstoff-Wirtschaft gibt es bis heute kein tragfähiges Konzept. Trotzdem sind Merkel + Mannen so begeistert, dass sie Zielvorgaben herausgeben. Ist das nun der Regierungsstil der Verantwortungslosigkeit?

    • Ingolf Lense

      Tja, dann ist doch tatsächlich besser, 2,9 Mrd in Batterieproduktion zu stecken…

    • Mark

      1. Es geht hier um eine eventuell bahnbrechende Erfindung die noch in der Entwicklung steckt, also bleiben selbstverständlich viele Fragen noch ungeklärt.
      2. Was hat denn die Regierung jetzt plötzlich mit einem Artikel zu technischer Forschung zu tun?

      Eventuell sollten Sie sich woanders auskotzen Herr Herbert und nicht hier die Arbeit der Forscherinnen und Forscher verkennen.

      Mit hochachtungsvollen Grüßen

  5. Tobias Steurer

    Wasserstoff macht nur Sinn wenn man sich endlich für die dual fluid Atomkraftwerke entscheidet. Das würde das Wasserstoffzeitalter einläuten . Wenn wir es nicht machen und es wieder verschlafen dann wird Indien , China und Afrika uns vormachen wie es geht.

    • Djebasch

      Hallo Herr Steurer,
      Sie wissen schon das sich die Dual Fluid Reaktoren vor 2 Jahren als zu unrentabel erwiesen haben und damit eigentlich noch viele Jahre vergehen werden bis es Alternativen gibt.
      Besser wäre es einfach Deutschland mit Solarzellen zupflastern, 80% unserer Gesamten Energie wäre damit erreichbar , dazu Batteriespeicher und alles läuft, Australieren und USA sind da schon fleißig…

      • Gerd

        in Deutschland sind Fassaden besser geeignet als Pflaster! die Sonne steht tief 😉
        Energie sollte hier endlich mal europäisch werden, hat ja bei Glühbirne und USB auch funktioniert..
        Strom aus Italien, Griechenland, Spanien, Portugal…würde auch den Ländern wirtschaftlich helfen!

        Pufferung bei Erzeuger und Verbraucher durch Zweitarifsignal. z.B. Batterien im Haus oder Auto, sinnvoll genutzte Gefriertruhen und Waschmaschinen..

        Und dann noch saisonale Speicher, Europa ist nun mal auf der Nordhalbkugel, diese müssen logischerweise “groß” sein, stationär, für den Winter am besten Verlustwärme nutzen. ..da kann Brennstoffzelle /Wasserstoff Sinn machen, bei Kleinverbrauchern viel zu umständlich, teuer, verlustbehaftet..

      • Hans Hager

        Ich gebe Ihnen absolut Recht, Herr Djebasch. Es wird ganz sicher kein neues Kraftwerk mehr geben, wo gefährliche Stoffe oder Strahlungen im Einsatz sind. Auch wenn sie vermeintlich noch so sicher sein mögen. Diese werden absolut unrentabel wie unsinnig sein.
        Was wir brauchen sind Forschungen in möglichst verlustfreie Langzeitspeicherung von elektrischer Energie. Die Energieproduktion mit PV usw. würde weltweit locker reichen. Auch für 15 Mrd. Menschen. Aber das wird dank unserer Gesundheitswirtschaft so schnell nicht eintreten. Ob das für irgendwelche Energiekonzerne problematisch ist, darf dabei überhaupt keine Rolle spielen. In einer hoffentlich künftigen Gemeinwohl-Ökonomie allemal.

    • Hans Herbert

      Gerade bei Atomstrom macht doch die Transformation in Wasserstoff keinen Sinn mehr. Wenn man gleichmäßig Elektrizität als Energiequelle zur Verfügung hat, wozu dann den Umweg über Wasserstoff beschreiten? Dabei treten Verluste von 40% auf und dann muss man es noch Speichern. Einen Sinn macht Wasserstoff nur wenn A) die Energiemengen nicht anders transportiert werden können, oder B) volatile Energiequellen abgeschöpft werden. H2 herzustellen, weil man sich ein “Wasserstoffzeitalter” wünscht, ist ein ziemlicher Humbug (und vermutlich steckt etwas anderes dahinter.)

      • Hans Hager

        Da gebe ich Ihnen Recht, Herr Herbert,
        Wasserstoff kann schon eine wichtige Rolle spielen. Weil den kann man überall und auch in kleinen Einheiten herstellen und so überschüssigen oder wertlosen Strom zu verwerten.
        Die Atomkraft wird ohnehin keine Rolle mehr spielen.
        Interessant wären leistungsfähige Stromverbindungen vom Atlantik bis zum Pazifik (beidseitig).
        So könnte u.a. der Solarstrom jeweils vom Tag in die Nacht transportiert werden.

    • Time

      Man kann sich nicht für Sachen entscheiden, die es nicht gibt. Davon gibt es bis heute nichtmal einen Prototyp, der getestet werden könnte.

  6. Hans-Peter Peters

    Genau so sehe ich das auch . Wenn man sich Deutschlands Hausdächer ansieht ist dort noch enormes Energie Potential vorhanden, welches leider unbenutzt und brach liegt.

    • Hans Hager

      Unsere Geldgesteuerte Politik schafft es je nicht sowas in die Baugesetze zuschreiben.
      Die haben derzeit Druck von BigPharma, für deren nachhaltige risikoarme Umsatzsteigerung zu sorgen und das den Menschen mit political correctness zu vermitteln.

  7. Ralf

    Wenn die Paste das Wasser aufspaltet um zusätzlichen Wasserstoff abzugeben, wie im Artikel beschrieben, dann findet vermutlich eine Oxidation des Magnesiums statt. Dass Magnesium und Wasser gerne miteinander reagieren ist ja bekannt. Interessant wäre nur die Energiemenge die ich brauche um das Magnesiumoxid wieder zu Magnesium zu reduzieren.
    Der Gesamtwirkungsgrad wird gegenüber einem Akku sicherlich grottenschlecht sein.

    • Hans Hager

      Vielleicht. Mal sehen.
      Ich würde erstmal nichts unversucht lassen, solange die Umwelteinflüsse insgesamt und die Sozialen Auswirkungen im Anbaugebiet besser sind als das bekannte (Lithium).
      Am Wirkungsgrad lässt sich bekanntlich erheblich arbeiten (siehe Sarzellen).
      Wenn die primäre Energie geringe Gestehungskosten und geringe Umweltauswirkungen hat, kann man auch erstmal mit einem relativ schlechten Wirkungsgrad leben.
      Die Bäume und Pflanzen sind mit einem sehr schlechten optischen Wirkungsgrad äußerst erfolgreich und effektiv.

  8. Gert Hinsenkamp

    Gibt es Angaben zur OnBoard erzielbaren Wasserstoffreinheit? Was passiert mit dem Mg?

    • Nobbi

      Wir müssen anfangen was zu tun. Das sind alles Ansätze und müssen probiert werden. Die Diskussion zur Herstellung von grünem Wasserstoff ist muessig denn alle sollten sich bewusst sein das man auch Biogas verarbeiten könnte in der Brennstoffzelle. Habe selber ein völlig neues Energiekonzept am Haus entwickelt. Dabei Brennstoffzelle als zentrales Element mit Solarthermie gekoppelt. Jetzt der zweite Winter und ich komme vor lachen nicht in den Schlaf. Keine Photovoltaik aber 90 Prozent Eigenstrom zu 0,7 Cent die kWh. Wärme gratis. Diesen Prototypen gibt’s drei Mal. Resonanz Null – immer nur Photovoltaik. Entsorgung nicht geklärt und seltene Erden heissen nicht umsonst so. Lasst uns endlich anfangen und konstruktiv diskutieren.

      • PR

        Wieso heißen seltene Erden denn so? Welche seltenen Erden werden denn in Photovoltaik Modulen verbaut?

      • toydarianer

        Was ist das denn für ein Konzept, wo kann ich was drüber finden ?

      • Steffen

        Wo kann man denn das Konzept einsehen? Es klingt zu gut!

  9. Peter Strasser

    Bei den Verlusten für die H2 Erzeugung sollte man bedenken wieviel Batterienschrott man sich ersparen kann. Bei der sog. Effizienzrechnung bitte nicht vergessen den Energie- und der Rohstoff Aufwand für die Erzeugung und Ensorgung der Altbatterien mitberücksichtigen. Ein ökologisches Desaster, welches sich hier nach 8 Jahren Nutzungsdauer aufgrund Batterieschrott eröffnet!
    PS

  10. Reiter

    Ok wenn man auch nie beantwortet, wo die Energie herkommt. Wo werden 88% des Magnesiums abgebaut? Wieso werden 31kg CO2 pro kg Magnesium bei der Herstellung frei? Wie wirken sich die 350° C auf die Energiebilanz aus? Wo ist eine Ökobilanz? Wieviel Energie benötigt die Rückreaktion M.hydroxid zu M.hydrid? Und die alles entscheidende Frage, wo kommt das teure und essentielle Iridium für Millarden PEMs der Roller, Drohnen und Autos her??

  11. Heinzi

    Magnesium ist auch das Material der Anode bei H2IL aus Neuseeland.
    Bedeutet billige Wasserstofferzeugung.

  12. Pierre

    Die Wasserstoffpaste ist mal wieder so ein science scam. Die diversen Vorredner haben die Probleme ja teils bereits erläutert.
    Für die Energiewende ist Effizienz genauso wichtig wie die Energie selbst sauber zu erzeugen. Wasserstoff kann derzeit keins von beidem.
    Ich sehe Wasserstoff in Zukunft nur bei LKW, Flugzeugen und Frachtschiffen, aber auch nur wenn er durch Solarkatalyse gewonnen wird.
    Strom zu verwenden um H2 zu gewinnen ist komplett retarded solange auch nur ein einziges Gas/Kohle-kraftwerk läuft. Von Dampfreformieren will man da erst garnicht anfangen.
    Ihn zum heizen ins Erdgasnetz zu pressen ist ebenfalls die dümmste Idee ever, es ist effizienter den Strom direkt in Wärme zu wandeln, Wärmepumpe oder der gute alte Nachtspeicherofen kehrt zurück.

  13. Eberhard Schulz

    Ebenso wie beim mp3 Format, haben die Deutschen die gute Idee und die Amerikaner machen dann das Geschäft.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

Gefunden bei electrive.net
https://www.electrive.net/2021/02/02/fraunhofer-institut-entwickelt-paste-zur-wasserstoff-speicherung/
02.02.2021 11:01