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Hydrogen Storage

 

Um den Übergang zu grünem, erneuerbarem Wasserstoff zu ermöglichen, ist eine sichere und effiziente Wasserstoffspeicherung erforderlich. Derzeit wird Wasserstoff meist als komprimiertes Gas unter hohem Druck (350/700 bar) oder verflüssigt gespeichert. Während Druckspeicher eine relativ geringe Energiespeicherdichte aufweisen, führen Flüssiggasspeicher zu erhöhten Energieaufwand für die Verflüssigung, hohen Speicherverlusten durch Verdampfung und hohen Investitionskosten.

Im Fokus von HyStore sind alternative Wasserstoffspeichertechnologien wie Metallhydride, die Speicherung von Wasserstoff im Erdgasnetz oder in Form von eFuels um diese Herausforderungen zu überwinden. Der Hauptvorteil von Metallhydriden und eFuels ist die hohe volumetrische Speicherenergiedichte. Darüber hinaus bieten Metallhydride eine erhöhte Wasserstoffsicherheit, da der Wasserstoff bei niedrigem Druck chemisch im Metallgitter gebunden ist. Die Einspeisung von Wasserstoff in das Gasnetz und Einsatz über eFuels ermöglicht die Nutzung der bestehenden Infrastruktur für Transport und Nutzung.

Obwohl die Metallhydride eine Reihe von Vorteilen bieten, gibt es vor einer breiten Markteinführung noch einige Hürden zu überwinden. Bei der Auswahl geeigneter Materialien müssen Faktoren wie Produktionskosten, einfache Aktivierung, Anzahl der Zyklen Empfindlichkeit gegenüber Verunreinigungen, CO2-Fußabdruck, Recycling und Verfügbarkeit der Rohstoffe berücksichtigt werden. Darüber hinaus ist für die schnelle Ab-/Desorptionskinetik für die Ein- und Ausspeicherung des Wasserstoffs ein effizientes Wärmemanagement erforderlich.

Eine attraktive Option für den Transport von Wasserstoff über größere Entfernungen ist die Umrüstung bestehender Erdgaspipelines auf einen höheren Wasserstoffanteil. Zusätzlich zum Transport können dadurch auch bestehende Erdgasspeicher für Wasserstoffspeicherung im großen Maßstab genutzt werden. Derzeit ist im österreichischen Gasnetz ein Wasserstoffanteil von 10 Volumenprozent erlaubt. Eine genaue Analyse der Auswirkung von höheren H2 Anteilen im bestehende Erdgasnetz ist notwendig.

© HyCentA; Speicherlösungen für grüne, erneuerbare Energiesysteme

 

Das Projekt HyStore zielt auf die Beantwortung folgender zentralen Forschungsfragen ab:

  • Untersuchung und Bewertung von verschiedenen Metallhydridmaterialien für stationäre Anwendungen
  • Identifizierung von Potenzialen und technischen Grenzen für die Einspeisung höherer Wasserstoffkonzentrationen in das Erdgasnetz
  • Untersuchung von Reinigungsmethoden für die Wasserstoffeinspeisung sowie Erbringung eines Proof-of-Concept für eine elektrochemische Aufreinigung
  • Techno-ökonomische Analyse und Machbarkeitsstudie zur eFuel-Produktionskette, bestehend aus einem SOEC und einem Fischer-Tropsch-Reaktor
  • Machbarkeit der Nutzung von eFuel in Verbrennungsmotoren im MW-Maßstab

 

Projektlaufzeit 04/2021 – 03/2024
Bereich Energie & Industrie
Projektleitung + Kontakt HyCentA Research GmbH,
Nejc Klopcic, klopcic@hycenta.at
Partner AVL List GmbH, BEST Research GmbH, TU Graz – Institute: CEET , IWT, ITNA, Fronius International GmbH, LEC GmbH,  Verbund Thermal Power GmbH

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