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Erzeugen, komprimieren, kühlen

In drei verschiedenen Verfahren wird das Gas per Elektrolyse durch die Aufspaltung von Wasser gewonnen, per Protonen-Austausch-Membran-Elektrolyse, alkalische Elektrolyse und per Hochtemperatur-Elektrolyse. Alle drei Verfahren eignen sich für andere Anwendungsbereiche: Die beiden Niedrigtemperatursysteme, die bei etwa 60 bis 80 Grad arbeiten, eignen sich eher für fluktuierende Prozesse. Solche Elektrolyseure könnten beispielsweise an Wind- oder Solarkraftwerken installiert werden, um Wasserstoff mit elektrischem Strom zu erzeugen, der nicht ins Netz eingespeist werden kann. In Deutschland betrug laut dem Bundesverband Windenergie 2017 die abgeregelte Strommenge 5,5 Terawattstunden.

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Die Hochtemperatur-Elektrolyse hingegen läuft bei Temperaturen zwischen 800 und 850 Grad ab und hat potenziell einen höheren Wirkungsgrad. Allerdings sollte der Prozess eher kontinuierlich laufen. Eine Möglichkeit könnte sein, die Abwärme aus industriellen Prozessen für die Verdampfung des Wassers zu nutzen.

In ihrer Anlage könnten sie das alles vergleichen, sagt Spitta: "Wie stellt sich die alkalische Elektrolyse in ihrem Betrieb gegenüber der PEM, gegenüber der Hochtemperatur-Elektrolyse dar. Und im Umkehrschluss: Für welchen Ansatz, für welches Konzept ist welches Verfahren geeignet?"

Der nächste Punkt, der untersucht wird, ist die Kompression des Wasserstoffs. Derzeit ist es üblich, ihn mit einem Druck von 200 bar zu speichern und zur Tankstelle zu liefern. Dort wird er dann weiter komprimiert, um den Wasserstoff mit 350 bar oder 700 bar ins Fahrzeug zu tanken. Aktuell sind in Deutschland etwa 650 Brennstoffzellenautos angemeldet, die an knapp über 70 Tankstellen tanken.

Steigt die Zahl der Fahrzeuge, wird jedoch auch der Durchsatz an den Tankstellen größer. Dann könnte ein anderer Ausgangsdruck besser sein. Das gilt auch für die Vorkühlung: Der Wasserstoff muss auf minus 40 Grad gekühlt werden. Die Systeme reagieren unter Umständen sehr empfindlich, wenn die Richtwerte nicht eingehalten werden: Bei unserem Test eines Brennstoffzellenautos kürzlich brach der Tankvorgang wegen einer Abweichung von einem halben Grad ab.

Drei verschiedene Verfahren zur Vorkühlung sind in Duisburg aufgebaut, die darauf getestet werden, für welche Tankstellengröße sie sich am besten eignen. So könnte beispielsweise auch ein Busunternehmer oder ein Spediteur zu ihnen kommen, der für seinen Betriebshof eine eigene Wasserstoffzapfsäule für seinen Fuhrpark wolle, erzählt Spitta. Sie könnten ihn dann beraten, welche Komponenten er brauche, wie groß der Speicher sein müsse und mit welchem System gekühlt werde. "Das können wir bei uns abbilden und dann eine Konfiguration empfehlen."

Doch das Tanken ist nur ein Aspekt des Testfelds. Der andere ist die Qualität des Wasserstoffs.

 Energie: Wo die Wasserstoffqualität getestet wirdLabor für Wasserstoffqualität 
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Der Supporter 16. Jul 2019

Lieber Xiut, hast du es immer noch nicht begriffen? Nanoflowcell ist ein...

David64Bit 14. Jul 2019

Ja, mag sein, dass ein Akku-Auto die höchste Effizienz hat. Die zählt im Auto bzw. im...

NativesAlter 13. Jul 2019

Ja, schon, aber: im Artikel wird der Energiegehalt der verschiedenen (Treib)Stoffe...

sambache 12. Jul 2019

Stickstoff ist auf dem Papier auch ein großartiger Energieträger ;-)

ibsi 12. Jul 2019

Wenn ich alles in der Schule hatte wo die Leute schreiben: Hättest Du mal Fach X nicht...


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