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Wasserstoff massentauglich machen

von redaktion
OSOD-Prototyp

Wasserstoff wird derzeit hauptsächlich aus fossilen Rohstoffen erzeugt und in energieintensiven Prozessen komprimiert oder verflüssigt. Wenn Wasserstoff jedoch eine entscheidende Rolle bei der Energiewende im Verkehrssektor spielen soll, sind andere Herstellungsmethoden notwendig. Die TU Graz hat gemeinsam mit dem Grazer Start-up Rouge H2 Engineering ein kostengünstiges Verfahren zur dezentralen Erzeugung von hochreinem Wasserstoff entwickelt. Im Rahmen des Forschungsprojekts HyStORM (Hydrogen Storage via Oxidation and Reduction of Metals) hat die Arbeitsgruppe Brennstoffzellen und Wasserstoffsysteme am Institut für Chemische Verfahrenstechnik und Umwelttechnik unter der Leitung von Viktor Hacker die „Chemical-Looping Hydrogen-Methode“ geschaffen. Dieses nachhaltige, innovative Verfahren zur dezentralen und klimaneutralen Wasserstofferzeugung wurde mehrfach ausgezeichnet und mündete in einem kompakten und platzsparenden On-Site-On-Demand-System (OSOD) für Tankstellen und Energieanlagen, das von Rouge H2 Engineering entwickelt und vertrieben wird. Dadurch wird auch das Problem der derzeit noch teuren Tankstellen-Infrastruktur gelöst.

Das OSOD beherbergt einen Wasserstoffgenerator und eine integrierte Speichervorrichtung. Die Wasserstofferzeugung erfolgt durch die Umwandlung von Biogas, Biomasse oder Erdgas in ein Synthesegas. Die darin enthaltene Energie wird mittels Redox-Verfahren (Reduktions-Oxidations-Verfahren) in einem Metalloxid gespeichert, das vollkommen verlustfrei gelagert und gefahrlos transportiert werden kann. Die anschließende bedarfsorientierte Produktion des Wasserstoffs erfolgt durch die Zufuhr von Wasser in das System. Das eisenbasierte Material wird mit Dampf beschickt und hochreiner Wasserstoff freigesetzt. TU Graz-Wasserstoffforscher Sebastian Bock sieht für dieses System großes Potenzial vor allem im Hinblick auf kleinere, dezentrale Anwendungen mit geringen Einspeisungsraten: „Derzeitige konventionelle Verfahren zur Wasserstofferzeugung aus Biogas oder vergaster Biomasse benötigen aufwendige und kostenintensive Gasreinigungsverfahren wie beispielsweise die Druckwechsel-Adsorption – ein Trennverfahren, bei dem der Wasserstoff in mehreren Schritten aus dem Gasgemisch isoliert wird. Das funktioniert in großem Maßstab sehr gut, ist aber schlecht auf kleinere, dezentrale Anlagen skalierbar. Unser Verfahren erzeugt durch den Redox-Zyklus auf Wasserdampfbasis aber ohnehin nur hochreinen Wasserstoff – es ist also gar kein Gasreinigungsschritt mehr notwendig.“

Der große Vorteil dieses System liegt in seiner beliebigen Skalierbarkeit. Es eignet sich sowohl für Labors oder kleinere industrielle Systeme als auch für Wasserstofftankstellen oder größere Biogasanlagen zur Wasserstofferzeugung. Gernot Voitic, Lead Project Manager R&D bei Rouge H2 Engineering weißt auf einen weiteren Vorteil der neuen Technologie hin: „Das OSOD-System kann bei geringer Nachfrage in den Standby-Modus wechseln und die Wasserstoffproduktion jederzeit bei Bedarf wieder aufnehmen. Diese bedarfsorientierte Freisetzung und der integrierte Speicher sind der USP (Alleinstellungsmerkmal Anm.) des OSOD-H2-Generators, der sich dadurch von anderen ähnlichen Produkten abhebt.“

 

Damit dieses System so richtig grün wird, arbeiten die Forscher*innen am nächsten Schritt. Das System wird derzeit im industriellen Maßstab nämlich noch mit Erdgas betrieben. Nun will die Gruppe es auch für Biogas, Biomasse und andere regional verfügbare Rohstoffe konkret nutzbar machen. So könnten Biogasanlagen in Zukunft konkurrenzfähiger werden, indem statt nur Strom auch grüner Wasserstoff produziert wird.

2017 wurde die Wasserstoff-Forschung der TU Graz mit dem Staatspreis Mobilität ausgezeichnet. Hier das Video.


 

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