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.
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
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