Wasserstoff-Transport bald ohne Kälte oder Druck?

Wasserstoff-Transport bald ohne Kälte oder Druck?

Copyright Abbildung(en): Schaeffler

Der Automobilzulieferer Schaeffler geht in seiner Wasserstoff-Strategie einen Schritt voran. Ziel ist die Entwicklung einer Brennstoffzelle, die mit einem flüssigen organischen Wasserstoffträger betrieben wird – einem sogenanntem LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carrier). Das geht aus einer Mitteilung des in Herzogenaurach beheimateten Unternehmens hervor. Schaeffler hat zu diesem Zweck nach eigenen Angaben eine Kooperation mit Hydrogenious LOHC Technologies sowie dem Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg für Erneuerbare Energien (HIERN) geschlossen.

Die Wasserstoff-Technologie spielt für eine CO2-neutrale, nachhaltige Mobilität inklusive Energieversorgung eine entscheidende Rolle und ist für uns von strategisch wichtiger Bedeutung“, sagt Uwe Wagner, Vorstand Forschung und Entwicklung bei Schaeffler. Mit der Partnerschaft solle ein wichtiger Beitrag zur Anwendung der LOHC-Technologie geleistet werden. Dabei, so Wagner, nutze Schaeffler sein jahrzehntelanges Know-how in den Bereichen Material-, Umformungs- und Oberflächentechnologie. „Die direkte Nutzung von LOHC in Brennstoffzellen zur Stromerzeugung macht die Handhabung von Wasserstoff als Gas unnötig“, ergänzt Hydrogenious-Chef Daniel Teichmann. Dieser Vorteil  erlaube eine besonders günstige und sichere Versorgung von mobilen und stationären Energieverbrauchern.

Wasserstoff wird in der Regel gasförmig bei hohem Druck oder in flüssiger Form bei extremen Minusgraden in Spezialbehältern gespeichert und transportiert. Eine Alternative bieten laut Schaeffler eben jene flüssig-organischen Wasserstoffträger wie etwa Benzyltoluol. Nach Unternehmensangaben handelt es sich dabei um eine ölartige, organische Substanz, die den Wasserstoff chemisch bindet und diesen bei normalen Umgebungsbedingungen transportieren lässt. Anders als in der klassischen Ausführung sei in einer LOHC-Brennstoffzelle sowie in der Versorgungskette kein molekularer Wasserstoff vorhanden.

Das flüssige Trägermaterial könne mehrfach genutzt werden und sei dadurch besonders nachhaltig, heißt es. Die Technologie ermögliche eine sichere und kostengünstige Wasserstoff-Infrastruktur – von der Speicherung über den Transport bis zur Nutzung. Sie sei eine Ergänzung zu klassischen Anwendungen, sagt Schaeffler-Forschungsleiter Tim Hosenfeldt. Die Brennstoffzellen müssten entsprechend angepasst werden. Wie es heißt, fertigt Schaeffler die Bipolarplatten – die für diese Technologie notwendigen Katalysatoren und Membranen würden am Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg speziell für diese Anwendung entwickelt.

Quelle: Schaeffler – Pressemitteilung vom 28. Januar 2022

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Eine interessante technische Entwicklung. Wasserstoff lässt sich im großen Maßstab jenseits von Pipelines nur schlecht transportieren. Selbst flüssigem Zustand ist zudem die volumetrische Energiedichte ziemlich mau. Großtechnisch interessanter fände ich die Entwicklung einer Direkt-Ammoniak-Brennstoffzelle. Dann entfiele auch der Rücktransport.

@ Jakob Sperling:

„Beide Technologien müssten zudem zuerst einmal gegen das negative Image der power-to-x-Verfahren kämpfen.“

Ja, klar

  • Grüner Wasserstoff wächst auf Bäumen und die
  • Pysik 2.0 für das Vermeiden des rd. dreifach schlechteren Wirkungsgrades soll auch bald eingeführt werden

[NOT!]

Last edited 6 Monate zuvor by Wolfbrecht Gösebert

Ich habe etwas gegoogelt.

1 m3 Dibenzyltoluol kann bis zu 57 kg Wasserstoff speichern, das entspricht ca. 1,9 kWh/l. Da zur Entnahme durch Dehydrierung aber 11 kWh/kg gespeichertem Wasserstoff benötigt werden, sinkt die Nettoenergiedichte um ca. ein Drittel auf 1,3 kWh/l. Das entspricht nur grob einem Zehntel von Diesel.

Im Einsatz kann sich die effektive Energiedichte nochmal dadurch reduzieren, dass bei der Dehydrierung nicht immer zwingend ein vollständiger Umsatz der Reaktion erreicht werden kann oder muss. Weiterhin muss mit Blick auf die volumenbezogene Energiedichte bedacht werden, dass es je mindestens eines Tanks für die hydrierte und die dehydrierte Form bedarf. Daraus folgt prinzipiell nochmals eine Halbierung der Energiedichte.

(Quelle: Wikipedia)

Das wären dann 0,65 kWh als Wasserstoff pro Liter Volumen als Speicher, davon 2/3 (im Vergleich von FCEV zu BEV) sind etwa 0,43 kWh pro Liter – im Vergleich zu Akkupacks mit etwa 0,25 kWh pro Liter.

Dazu noch das Volumen der BZ-Anlage (z.B. Toyota BZ, stationär, 60 – 80 kW) und das Gesamtvolumen wäre in etwa mit einem 98-kWh-Akkupacks (z.B. Akasol) gleich – beim Gewicht wäre man nahe dran.

Für Autos hätte die Technik wohl keinerlei Vorteile, blieben evtl. Lkws auf Langstrecken u.ä., falls die Preise des Gesamtsystems mit denen von BEV mithalten könnten. Aber noch ist …

Der Automobil- und Industriezulieferer Schaeffler erreicht einen weiteren Meilenstein in seiner Wasserstoffstrategie. Das Unternehmen hat eine Kooperationsvereinbarung mit der Hydrogenious LOHC Technologies GmbH sowie dem Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg für Erneuerbare Energien (HIERN) geschlossen. Das gemeinsame Ziel ist die Entwicklung einer Wasserstoff-Brennstoffzelle, die mit einem flüssigen organischen Wasserstoffträger, sogenanntem LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carrier), betrieben wird.

(Quelle: schaeffler.de)

… das Ganze ein „Ziel“, das in der Zukunft liegt – wie weit in der Zukunft? – das ist offen.

Ich lade mein Elektroauto mit meiner Photovoltaik Anlage auf dem Dach. Fast ohne Kosten (ca. 8 Cent Gestehungskosten KWh). Ein H2 Elektroauto wäre für mich ein Rückschritt, weil ich dann wieder in die Abhängigkeit der Energie Konzerne geraten würde. Das dürfte auch der Hauptgrund sein, warum so hektisch an H2 für EV geforscht wird. Die Idee, H2 mit einem Träger zu verflüssigen, gab es vor ein paar Jahren schon mal. Ist an der geringen Energiedichte und den schlechten über alles Wirkungsgrad gescheitert. Und die kontra H2 Argumete werden mehr: Der schon erwähnte Vorteil, das BEV mit selbst erzeugtem Strom geladen werden können und der Vorteil, das BEV als Hausnachtstomquelle genutzt werden können, macht H2 für viele zunehmend unattraktiv.

@ Farnsworth: [mal in den Hauptfaden hochgeholt!]

„Ich finde es nur immer bemerkenswert, wie Leute die Marktwirtschaft ausblenden. Angenommen, man kann in irgendwelchen Staaten die kWh H2 wirklich für 5 Cent produzieren. Was wird wohl mit diesem Preis passieren, wenn 300.000 t im Jahr produziert werden können, aber die Nachfrage bei 1.000.000 t liegt? Wird man dann wirklich für 5 ct verkaufen? Oder verkauft man lieber meistbietend?“

+1

Last edited 6 Monate zuvor by Wolfbrecht Gösebert

Der zweite Satz ist eigentlich ausreichend: „Ziel ist die Entwicklung“.
Wenn die Entwicklung ein Ziel ist, steht man in Bezug auf ein Produkt derzeit wo?

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