Unternehmensentwicklung (UE)

Herausforderung Energiewende

Stoff der Zukunft

Eine tragende Säule der Energiewende soll Wasserstoff werden. Forscher:innen am Helmholtz-Cluster Wasserstoff entwickeln neue Technologien, damit das gelingt.

Er eignet sich als alternativer Kraftstoff für Autos, Züge, Schiffe und Flugzeuge. Als Rohstoff für die Chemie- und Stahlindustrie. Und als Zwischenspeicher für erneuerbare Energien, der dafür sorgt, dass Strom auch dann aus der Steckdose fließt, wenn Solaranlagen im Dunkeln stehen oder Windräder bei Flaute still. Die Rede ist von Wasserstoff.

Gewinnung von "grünem" Wasserstoff durch Elektrolyse

Die Substanz mit der chemischen Formel H2 ist ein echter Hoffnungsträger. Denn sie soll eine wichtige Rolle für die Energieversorgung von morgen spielen. Gewonnen wird das farb- und geruchlose Gas durch die Trennung von Wasser in seine zwei Bestandteile Sauerstoff und Wasserstoff. Setzt man für diese Spaltung – die sogenannte Elektrolyse – Energie aus Quellen wie Wasser, Wind und Sonne ein, ist der erhaltene Wasserstoff „grün“: ein nachhaltiger Energieträger, der keine klimaschädlichen Treibhausgas-Emissionen verursacht.

Hände halten zwei Flaschen mit Aufschrift LOHC

Herausforderungen bei der Lagerung und dem Transport von Wasserstoff

Wie aber kommt das Gas dorthin, wo es Energie liefern soll? Um es platzsparend lagern und sicher transportieren zu können, muss es bisher unter hohem Druck verdichtet oder auf unter minus 250 Grad Celsius heruntergekühlt werden, sodass es flüssig wird. Doch es könnte auch einfacher gehen, finden Wissenschaftler:innen am neuen Helmholtz-Cluster für nachhaltige und infrastrukturkompatible Wasserstoffwirtschaft am Forschungszentrum Jülich, kurz HC-H2 – und entwickeln entsprechende Technologien.

Ihr Ziel: der Welt Speichermethoden zeigen, die Wasserstoff zu einem ganz alltäglichen Energieträger oder Treibstoff machen. „Wenn es uns gelingt, Wasserstoff in bestehenden Gasleitungen, insbesondere aber auch flüssig in klassischen Tankschiffen, Tankwagen oder Tanklagern zu handhaben, dann können wir die Energiewende deutlich beschleunigen“, sagt Peter Wasserscheid.

"Mir war schon immer wichtig, dass meine Forschung im Erfolgsfall auch einen gesellschaftlichen Wert hat."

Prof. Peter Wasserscheid
Sprecher HC H2

Der Chemiker ist nicht nur Sprecher des HC-H2, er hat auch entscheidend an der Erforschung einer solchen infrastrukturkompatiblen Methode mitgewirkt: der LOHC-Technologie. Dabei wird Wasserstoff in einem chemischen Reaktor an eine schwer entflammbare organische Trägerflüssigkeit gebunden. Gekoppelt an diesen Liquid Organic Hydrogen Carrier (LOHC) lässt er sich unkompliziert lagern und transportieren. Wird er später für die Stromerzeugung oder zur Betankung von Wasserstoff-Fahrzeugen gebraucht, kann er in einem weiteren Reaktor wieder abgespalten werden.

Prof. Peter Wasserscheid im Portrait: Forschung mit gesellschaftlichem Wert

Demonstrationsprojekt am Hermann-Josef-Krankenhaus Erkelenz

Am Hermann-Josef-Krankenhaus Erkelenz koordiniert das HC-H2 ein erstes Demonstrationsprojekt im Industriemaßstab, das kürzlich gestartet ist. Es werden zwei neuartige Wasserstofftechnologien miteinander verknüpft, um die Klinik effizient mit Energie zu versorgen. Neben einem ebenfalls am Forschungszentrum Jülich mitentwickelten Brennstoffzellen-System, das die Robert Bosch GmbH installiert, kommt in der zweiten Ausbaustufe eine LOHC-Anlage der Firma Hydrogenious LOHC NRW GmbH hinzu.

Dabei entsteht ein Synergieeffekt: Die LOHC-Anlage versorgt die Brennstoffzelle mit ihrem Brennstoff, Wasserstoff. Die für die Abspaltung des Wasserstoffs von seiner Trägerflüssigkeit notwendige Energie wiederum stammt aus Wärme, die die Brennstoffzelle erzeugt.

„Das Projekt ist ein wichtiger Meilenstein, weil wir im Revier mit unseren Partnern zum ersten Mal im großen Stil eine Technologie demonstrieren, die weltweit eine Lösung für die klimafreundliche Energieversorgung von großen Gebäudekomplexen sein kann“, betont Wasserscheid – ein nächster Meilenstein auf dem Weg hin zum nachhaltigen Umbau unserer Energiesysteme.

^{Bildnachweis: Sascha Kreklau/ Forschungszentrum Jülich
Redaktion: SeitenPlan}

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