Wasserstoff sicher und effizient speichern
Das Europäische Patentamt (EPA) zeichnet Patricia de Rango, Daniel Fruchart, Albin Chaise, Michel Jehan und Nataliya Skryabina mit dem Europäischen Erfinderpreis in der Kategorie „Forschung“ aus für die Entwicklung einer Technologie, mit der sich Wasserstoff einfach komprimieren und in festem Zustand zu Platten gepresst speichern lässt. Die Lösung des multidisziplinären Forschungsteams zur Wasserstoffspeicherung ist weniger energieintensiv und sicherer, was sich im Kampf gegen den Klimawandel als entscheidend erweisen könnte.
Gastanks (Wasserstoff und Kohlendioxid) und PV-Wand in Berlin-Adlershof – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft, für Solarify
Das Europäische Patentamt (EPA) hat am 04.07.2023 die Gewinner des Erfinderpreises 2023 bekannt gegeben. Das Team wurde aus mehr als 600 Nominierungen ausgewählt. “Die Suche nach grüner, erneuerbarer Energie, die im Überfluss vorhanden ist, ist eine der größten Herausforderungen der Menschheit. Wasserstoff hat großes Potenzial, aber ihn zu speichern und zu transportieren stellt uns vor logistische Probleme und wirft Sicherheitsfragen auf. Mit dieser Auszeichnung beschreiten wir den Weg in eine Zukunft ohne Kohlenstoffausstoß, indem wir unsere Lösung zur Wasserstoffspeicherung in industriellem Maßstab anwenden“, erklärt das siegreiche Team.
Wasserstoff liefert dreimal soviel Energie wie fossile Brennstoffe und spielt daher eine Schlüsselrolle bei der Energiewende. Allerdings benötigt er dafür auch mehr Platz, und um ihn zu komprimieren und zu speichern, braucht man mehr Energie. Laut dem von der Internationalen Energieagentur (IEA) veröffentlichten Global Hydrogen Review 2022 belief sich die Nachfrage nach dem Element im Jahr 2021 auf 94 Millionen Tonnen und machte etwa 2,5 % des weltweiten Energieendverbrauchs aus. Die gesamte Branche treibt insbesondere die Frage um, wie man Wasserstoff sicherer und effizienter speichern kann.
Fester Wasserstoff in einem Millionen Tonnen schweren Markt
Mit ihrer geballten physikalisch-technischen Expertise haben die französischen Forscherinnen und Forscher eine atomare Struktur und ein neues Verfahren entwickelt. Damit lässt sich Wasserstoff in Form von Platten speichern. Die sind sicher und stabil und entzünden sich nicht bei Erhitzung. Darüber hinaus wird bei dieser Methode weniger Energie verbraucht als bei der Speicherung von Wasserstoff in flüssiger Form oder gasförmig unter Hochdruck. Damit ist das Verfahren auch nachhaltiger. Die Platten können ohne Verlust jahrelang gelagert werden. „Aufgrund des geringen Drucks ist das System äußerst sicher“, so Daniel Fruchart, einer der Experten des Teams, „ich kann die Platte direkt auf den Tisch legen, und sie reagiert überhaupt nicht mit der Luft.“
Das Team verwendet Magnesiumhydrid (MgH2) zur Speicherung des Wasserstoffs. Zur Kontrolle der Wärmeentwicklung bei der Abgabe des Wasserstoffs wird diesem Gemisch expandiertes Graphit zugesetzt. Anschließend wird es mechanisch in Plattenform gepresst und ist somit einfach zu lagern und zu transportieren. Außerdem wird die Reaktionswärme reversibel gespeichert. Damit erhöht sich die Gesamtenergieeffizienz um 80 %. Die Erfindung kommt bereits in Europa, Australien und Japan zum Einsatz.
„Unsere Forschungen zur Feststoffspeicherung von Wasserstoff haben zu einer Reihe von Patenten geführt, von einem multidisziplinären Team aus Chemikern, Physikern, Mechanikern und Thermikern, zusammen mit Ingenieuren einer neuen Industrie“, erklärt das Team.
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