Wasserstoff – so bleiben wir mobil

In Deutschland gibt es momentan etwa hundert Wasserstoff-Tankstellen. Damit verändern sich auch die Anforderungen. »Stand beispielsweise 2016 vor allem die Frage im Vordergrund, wie sich die Tanks in die Fahrzeuge integrieren lassen, überprüfen wir nun im Projekt hySafe die einzelnen Komponenten und Details von Wasserstoff-Tankstellen auf ihre Sicherheit«, erläutert Armin Keßler vom Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT.

Zu solchen Details gehören unter anderem Fragen wie: Wie lässt sich ein Überdruck in einem Tank effektiv verhindern? Die Lösung der Fraunhofer-ICT-Forscher: ein mit Epoxidharz verklebtes Loch im Tank. Steigt der Druck im Tank, klettert auch die Temperatur nach oben, der Pfropfen schmilzt und gibt innerhalb weniger Sekunden den gesamten Tankinhalt frei. Weiterhin analysieren die Forscher, wie sich eine Explosion ausbildet – und welche Gegenmaßnahmen am wirkungsvollsten sind, um sie einzudämmen.

Auch die Frage, wie der Wasserstoff an den Tankstellen optimal gelagert werden kann, ist noch nicht abschließend geklärt. Bislang nutzt man Drucktanks. Diese haben jedoch Nachteile, beispielsweise sind aufwendige Druckspeicher oder Kühlanlagen nötig. Eine Alternative bieten auch hier die flüssigen Trägerstoffe LOHC: Sie ermöglichen, das ansonsten explosive Gas problemlos zu transportieren und zu speichern – ohne Verluste. Europas ersten LOHC-Speicher neuester Generation haben Forscher am Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO aufgebaut: Er hat eine Speicherkapazität von 2000 Kilowattstunden. Was den Tankvorgang mit solchen LOHC-Speichern angeht: Die nötige Technologie dazu entwickeln Forscher des Fraunhofer-Instituts für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut, HHI im Projekt LOReley – kurz für »Leistungsdichte H₂-Freisetzung in LOHC-Reaktoren mittels effizienter Flächenkatalysatoren«, gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Kernstück des Projekts ist ein Reaktor, den die Forscher derzeit entwickeln: Er soll den Wasserstoff für den Tankvorgang effizient aus dem Trägeröl herauslösen, und zwar mit einer Dauerleistung von mindestens einem Kilowatt und einer Spitzenleistung von fünf Kilowatt bezogen auf den freigesetzten Wasserstoff. Anders gesagt: Jedes Reaktormodul soll einfach aufgebaut sein, kleine Abmessungen haben, modular bis zur benötigten Leistungsklasse kombinierbar sein und dennoch bisher unerreichte Raum-Zeit-Ausbeuten ermöglichen. Möglich machen es die laserstrukturierten Oberflächen des Fraunhofer HHI, die die Reaktion deutlich effizienter ablaufen lassen. Die LOHC-Tankstelle soll auch mobil einsetzbar sein, denn das wasserstoffbeladene LOHC kann beispielsweise in einem mobilen Tankwagen gelagert werden, auch der Reaktor ist transportabel.