TECHNOLOGIEN

Warum sind wir technologieoffen?

Technologieoffenheit ist wichtig, da es je nach Anwendung und Ort der Anwendung unterschiedliche Formen von Wasserstoffderivaten und Wasserstofftechnologien sein werden, die die beste Kombination aus Nachhaltigkeit und Kosten haben. Und genau um diese Kombination geht es. Das ist im Prinzip nicht so anders als in unserer alten fossilen Welt, wo wir auch Kohle, Schweröl, Kerosin, Benzin und Gas nutzen, je nachdem, ob wir ein Containerschiff antreiben oder ein Einfamilienhaus beheizen wollen. Genauso brauchen wir mehr als eine Wasserstofftechnologie angesichts der Dimension der Aufgabe. Die zukünftige globale Wasserstoffwirtschaft wird Platz bieten für viele verschiedene Formen der Wasserstoffbereitstellung, als Druckwasserstoff oder in Form von flüssigen organischen Wasserstoffträgern, aber auch als  Ammoniak, Methanol oder Ameisensäure.

Wie kommt der grüne Wasserstoff zum Kunden?

Eine wichtige Säule unseres zukünftigen Energiesystems ist die chemische Wasserstoffspeicherung. Dabei wird regenerativ erzeugter, elektrischer Strom in energiereiche Moleküle gewandelt, die dann über lange Zeit gespeichert, über größere Entfernungen transportiert und zum Beispiel in der Industrie oder zum Antrieb großer Fahrzeuge genutzt werden können. Die heute diskutierten energiereichen Moleküle werden oft auch als Wasserstoffderivate bezeichnet, weil sie durch Anbinden von Wasserstoff an ein Trägermolekül entstehen. Geeignete Trägermoleküle sind die Luftbestandteile Stickstoff oder CO2, aber auch organische Flüssigkeiten, die – wie wir das vom Prinzip der Pfandflasche kennen – in vielfachen Belade- und Entladezyklen  genutzt werden können. Wichtig ist, dass alle Technologien einen nachhaltigen Wasserstoffkreislauf bilden. Kreislauf bedeutet zum Beispiel, das verwendete Trägermolekül so oft wie möglich wiederzuverwenden.

 

Schlüsselschritte für die chemische Wasserstoffspeicherung sind das Binden von Wasserstoff an das Trägermolekül am Erzeugungsort und das Freisetzen von Wasserstoff beim Kunden, etwa in einem Industriebetrieb, an einer Wasserstofftankstelle oder zur Einspeisung in eine Pipeline. Beide Prozesse verwenden Reaktionsbeschleuniger, sogenannte Katalysatoren. Die Einspeicher- und Freisetzungsapparate bilden mit den notwendigen Hilfsaggregaten und Wasserstoffreinigungseinheiten geeignete Prozesslösungen.  Wir arbeiten in unterschiedlichen Projekten daran, Katalysatoren, Apparate und die entsprechenden Prozesse für unterschiedliche Speichertechnologien zu optimieren, um so zu attraktiven Produkten zu kommen, die in hohen Stückzahlen nachgefragt werden.

Wo ist noch Grundlagenforschung notwendig?

Das INW und das HC-H2 arbeiten technologieoffen. Das bedeutet, dass wir bemüht sind, alle Technologien und Ideen zu erforschen und schnell in die Anwendung zu bringen, die Wasserstoff zu einer alltagstauglichen Speichermöglichkeit für die klimaschonende Energiewirtschaft der Zukunft machen. Abhängig von dem verwendeten Träger muss aktuell noch an Aspekten der Leistungsdichte gearbeitet werden, um in möglichst geringem Bauraum möglichst viel Wasserstoff oder Energie speichern bzw. freisetzen zu können. Auch bei Aspekten der Wärmeintegration gibt es noch großes Verbesserungspotential, um beispielsweise die zur Freisetzung des Wasserstoffs benötigte Wärme möglichst effizient aus dem Prozess selbst bereitzustellen, um insgesamt die Wirtschaftlichkeit zu steigern.

Neben der Optimierung im Labor ist hierfür der Austausch und die Vernetzung mit Industriepartnern entscheidend. Mit der Zusammenarbeit können unsere Technologien optimal in Systeme und Konzepte der Unternehmen integriert werden. Aus dieser wechselseitigen Integration entsteht nicht nur die Lösung einer spezifischen Problemstellung, sondern auch eine Effizienzsteigerung aller einzelner Bausteine. Nach einer solchen „Hand-in-Hand“ Entwicklung kann das Produkt nach erfolgreicher Demonstration unmittelbar von den Unternehmen produziert und vertrieben werden. Das nimmt maßgeblich Einfluss auf die Geschwindigkeit des Hochlaufs.

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