Brennstoffzellenfahrzeug: Fraunhofer IFAM entwickelt wasserstoffspeichernde Paste

Wasserstoff für Fahrzeuge zu speichern, ist nicht so einfach. Bisher. Ein Fraunhofer Institut hat eine energiereiche Paste für Brennstoffzellenfahrzeuge aller Art entwickelt.

Artikel veröffentlicht am 3. Februar 2021, 15:46 Uhr, Werner Pluta

Powerpaste: Sieht komisch aus, hat aber Wumms. (Bild: Fraunhofer IFAM)

Pack die Powerpaste in den Tank: Dem Druck, mit dem Wasserstoff in Tanks von Autos gespeichert wird, halten die Tanks von Kleinfahrzeugen wie Rollern nicht stand. Ein Fraunhofer-Team hat eine Möglichkeit ersonnen, wie Kleinfahrzeuge mit einer Brennstoffzelle ausgestattet werden können.

Statt einen Drucktank bekommen die Motorroller und andere Kleinfahrzeuge eine Kartusche als Tank. Diese enthält Magnesiumhydrid, also eine Magnesium-Wasserstoff-Verbindung. Das pastenförmige Magnesiumhydrid wird aus der Kartusche gedrückt. Unter Zusetzen von Wasser wird Wasserstoff für die Brennstoffzelle freigesetzt.

Powerpaste speichert gefahrlos Wasserstoff

"Mit Powerpaste lässt sich Wasserstoff bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck chemisch speichern und bedarfsgerecht wieder freisetzen", sagte Marcus Vogt, Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Dresden. Die Paste zersetzt sich bei rund 250 Grad Celsius. Das bedeutet laut dem Fraunhofer-Team, dass ein Fahrzeug mit der Powerpaste auch dann nicht gefährlich ist, wenn es im Sommer in der prallen Sonne abgestellt wird.

Das Nachtanken ist einfach: Es wird einfach die Kartusche ausgetauscht. Außerdem muss noch der Wassertank gefüllt werden. Die Menge des freigesetzten Wasserstoffs wird an den Bedarf der Brennstoffzelle angepasst. Allerdings stammt nur die Hälfte des Wasserstoffs aus der Paste. Die andere Hälfe liefert das Wasser. "Die Energiespeicherdichte der Powerpaste ist daher enorm", sagte Vogt. "Sie ist wesentlich höher als bei einem 700-bar-Drucktank. Verglichen mit Batterien hat sie sogar die zehnfache Energiespeicherdichte."

Magnesium und Wasserstoff bilden ein Hydrid

Die graue Powerpaste, die ein wenig wie Mörtel aussieht, wird aus Magnesiumpulver hergestellt. Bei 350 Grad Celsius und einem fünf- bis sechsfachem Atmosphärendruck reagiert das Magnesium mit Wasserstoff zu Magnesiumhydrid. Diesem werden dann noch Ester und Metallsalz zugesetzt.

Das Team um Vogt sieht viele Anwendungsmöglichkeiten für die Paste. Außer den Kleinfahrzeugen könnten auch größere Fahrzeuge damit betrieben werden. Eine Anwendung sehen sie bei Drohnen: Mit der Hybridpaste sollen sich Drohnen bauen lassen, die mehrere Stunden in der Luft bleiben können, was etwa bei Inspektionen von Stromleitungen praktisch ist. Schließlich denkt das Team an mobile Generatoren, die beispielsweise beim Campingurlaub Strom zum Kochen liefern.

Wasserstoff in Metallhydrid zu speichern hat den Vorteil, dass der Wasserstoff nicht stark gekühlt und auf 700 bar komprimiert werden muss. Ein Team am Helmholtz-Zentrum in Geesthacht (HZG) um Thomas Klassen arbeitet seit einigen Jahren an einer entsprechenden Technik, die bereits im Testeinsatz ist.

Einen Test plant auch das Fraunhofer IFAM: Am Fraunhofer-Projektzentrum für Energiespeicher und Systeme ZESS in Braunschweig soll eine Pilotanlage gebaut werden, die im Jahr bis zu vier Tonnen der Powerpaste herstellen soll. Die Anlage soll Ende dieses Jahres in Betrieb gehen.