Liquid Organic Hydrogen Carriers / Metallhydride

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Funktionsnachweis der Technologie im Labor(-maßstab) auf Systemebene

Beschreibung

Neben den konventionellen Speichermöglichkeiten von Wasserstoff, kann dieser auch durch Feststoffe (Metallhydride) oder Flüssigkeiten (LOHC) gelagert werden. Während die Beladung der sog. Trägermaterialien als „Hydrierung“ bezeichnet wird, spricht man bei der Freisetzung des Wasserstoffs von der „Dehydrierung“. Für beide Reaktionen sind jeweils bestimmte Temperaturen und Drücke erforderlich, wobei die Effizienz des Gesamtprozesses davon abhängig ist, ob und wie die z.B. bei der Hydrierung frei werdende Wärme genutzt wird.

Basiert der Antriebsstrang eines Fahrzeug z.B. auf einer Wasserstoff-Speicherung mittels LOHC, muss das Fahrzeug zunächst mit wasserstoff-haltigem LOHC (LOHC+) betankt werden. Nachdem der bedarfsorientiert freigesetzte Wasserstoff verbraucht wurde, wird das entladene LOHC- in eine andere Tankkammer des Fahrzeugs befördert und an der Tankstelle gegen LOHC+ ausgetauscht. Der Tank des Fahrzeugs ist somit immer mit LOHC gefüllt, lediglich der Energieinhalt (Wasserstoffgehalt) variiert.

Chancen
  • Hohe potenzielle Energiedichten möglich
  • Keine Boil-Off-Effekte
Herausforderungen
  • Es können Probleme mit dem freigesetzten Wasserstoff entstehen. Aufgrund des schädlichen Einflusses auf PEM-Brennstoffzellen stellt Kohlenmonoxid (CO) hierbei eine besonders kritische Verunreinigung dar (CO-Anteile zwischen 5 und 15 ppm / Alternative: Aktivkohlefliter). Bisher konnte nur die Laborfähigkeit nachgewiesen werden, wobei selbst diese umstritten ist: Offensichtlich zeigen Testergebnisse bereits nach wenigen Betriebsstunden eine starke Degradation der Brennstoffzelle, die vermutlich durch den CO-Anteil im Wasserstoff (5–15 ppm) verursacht wurde.
Quellen:
  • Geiling, Johannes (2022): Dynamische Freisetzung von Energie mit einem System aus PEM-Brennstoffzelle und LOHC-basierter Wasserstoffspeicherung. Dissertation. Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. Technische Fakultät.
  • Arlt, Wolfgang (2017): Wasserstoff und Speicherung im Schwerlastverkehr. Machbarkeitsstudie. Erlangen.

Trend

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