Gourt Home::Gourt :: Wasserstoffspeicherung
Die Wasserstoffspeicherung gehört zu den Herausforderungen einer Wasserstoffwirtschaft. Die Wasserstoffherstellung ist heutzutage kein technisches Problem mehr (Elektrolyse, Kohlevergasung).
Die chemischen und physikalischen Eigenschaften von molekularem Wasserstoff machen den Umgang schwieriger als mit bisherigen Kraftstoffen der Energiewirtschaft. An der Luft bildet es das hochexplosive Knallgas. Es hat nur eine geringe spezifische Dichte, wodurch schon kleine Mengen einen großen Raum brauchen bzw. bei Druckspeicherung hochflüchtig sind. Molekularer Wasserstoff ist so klein, dass er durch die meisten Materialien hindurchdiffundieren kann.
Gebräuchliche Methoden der Speicherung/Lagerung sind:
- Druckwasserstoffspeicherung, Speicherung in Druckbehältern
- Flüssigwasserstoffspeicherung, Speicherung als verflüssigtes Gas
- Metallhydridspeicher (siehe auch Metallhydrid)
Viele Probleme der Speicherung in Druckbehältern sind heute gelöst. Durch den Einsatz neuer Materialien ist der effektive Schwund durch Diffusion stark verringert. Für den Transport ist der Druckspeicher unüblich, da der Druckbehälter (Tank) schwer ist und spezielle Verschlüsse erfordert. (Druckwasserstoffspeicherung).
Für den Transport einfacher als Druckspeicher ist die Verflüssigung des Gases bei tiefen Temperaturen (Siedepunkt -253°C, 20 K). Der Gasdruck reduziert sich sehr stark, sodass die Druckbehälter einfacher gebaut werden können. Die Kühlung erfordert jedoch einen eigenen Aufwand. Für den Einsatz in Automobilen hat man Tankroboter entwickelt, die die Kopplung zum Betanken mit übernehmen. (Flüssiggaswasserstoffspeicherung).
Eine andere Möglichkeit zur Druckverringerung des molekularen Wasserstoffes ist die Lösung in anderen Speichermitteln. Wegen der weitgehend elektrisch und magnetisch neutralen Eigenschaften des Wasserstoffs verwendet man kein flüssiges Lösungsmittel, sondern feste Speicherstoffe wie Metallhydrid. Der Wasserstoff wird hier in den Lücken des Metallgitters gelagert. Ein Kubikmeter Metallhydrid enthält mehr Wasserstoffatome als ein Kubikmeter verflüssigter Wasserstoff. In einem Metallhydridspeicher kann fünfmal mehr elektrische Energie gespeichert werden als in einem Bleiakku gleichen Gewichts.
Bei allen drei vorgenannten Möglichkeiten verwendet man eine metallische Außenhülle des Druckbehälters. Auch die Flüssiggasspeicher und Metallhydridspeicher haben einen Innendruck, der ebenfalls temperaturabhängig ist. Für den umfassenden Druckbehälter kann es jeweils zum Problem der Wasserstoffversprödung kommen.
Die Möglichkeiten zur Speicherung von Wasserstoff entsprechen im Wesentlichen auch der Möglichkeit zur alternativen Nutzung von Wasserstoff als Energieträger - im Gegensatz zu den bisherigen Energieträgern wie Erdölprodukten Erdöl, Erdgas oder Elektrizität. Für große Mengen sind derzeit Flüssiggasspeicher in Verwendung, für kleine Mengen drängen zunehmend Metallhydridspeicher auf den Markt. Der mittlere Bereich für PKW und Gebäudetechnik ist derzeit wirtschaftlich noch problematisch.
Neben den Möglichkeiten der Speicherung von molekularem Wasserstoff gibt es eine ganze Reihe von Möglichkeiten des Transports und der Lagerung in chemisch gebundener Form. Insbesondere Kohlenwasserstoffe wie Methanol sind hier geeignet, die mittels (katalytischer) Reformer die Speicherverbindung in Kohlendioxid und Wasserstoff aufspalten. Bei Brennstoffzellen gibt es hier die technische Möglichkeit, den entstehenden Wasserstoff unmittelbar zur Gewinnung von elektrischem Strom (und Wärme) einzusetzen.
Siehe auch
"Wasserstoffspeicherung"