Energiewende: Schaeffler entwickelt LOHC-Brennstoffzelle

Mit der LOHC-Speichertechnik soll Wasserstoff einfacher zu handhaben sein.

Artikel veröffentlicht am 2. Februar 2022, 13:45 Uhr, Werner Pluta

LOHC-Brennstoffzelle: kein molekularer Wasserstoff (Bild: Schaeffler)

Wasserstoff ohne Druck und ohne Kälte: Das Technologieunternehmen Schaeffler entwickelt eine Brennstoffzelle, die mit einem flüssigen organischen Wasserstoffträger betrieben wird. Das soll die Handhabung von Wasserstoff vereinfachen und Brennstoffzellensysteme weniger komplex machen.

Brennstoffzellen sind eine Möglichkeit, Elektroautos wie den Toyota Mirai mit Strom zu versorgen. Vor allem im Schwerverkehr gelten Brennstoffzellen wegen des geringeren Gewichts gegenüber Akkus als vorteilhafter.

Nachteil ist allerdings der Transport des Wasserstoffs: Um genug davon in einen Tank füllen zu können, muss das Element, das bei normalen Temperaturen gasförmig ist, entweder verflüssigt oder komprimiert werden. Zum Verflüssigen muss er auf etwa minus 253 Grad Celsius heruntergekühlt werden, was reichlich energieaufwendig ist und gute Isolierung erfordert. Üblich ist, dass der Wasserstoff komprimiert wird - mit einem Druck von 700 bar in Pkw oder mit 350 bar in Nutzfahrzeugen.

Wasserstoff soll einfach handhabbar werden

Es wird an verschiedenen Techniken geforscht, die das vereinfachen sollen. Das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM hat eine Magnesiumhydrid-Paste entwickelt, bei der der Wasserstoff unter Zusetzen von Wasser freigesetzt wird. Das Helmholtz Zentrum in Geesthacht (HZG) - Zentrum für Material- und Küstenforschung - will Metallhydride zur Wasserstoffspeicherung nutzen.

Das Erlanger Unternehmen Hydrogenious hat einen flüssigen organischen Wasserstoffspeicher (Liquid Organic Hydrogen Carrier, LOHC) entwickelt. Dabei wird der Wasserstoff an einen organischen Stoff gebunden - Hydrogenious nutzt dazu Benzyltoluol zum Einsatz. Die ölartige Substanz bindet den Wasserstoff chemisch und kann bei normalen Umgebungsbedingungen transportiert werden. Wird Wärme zugeführt, setzt die Flüssigkeit den Wasserstoff wieder frei. Diese Speichertechnik wird im Rahmen des Projekts Green Hydrogen@Blue Danube getestet.

Die Brennstoffzelle wird angepasst

Schaeffler entwickelt zusammen mit dem Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg für Erneuerbare Energien (HIERN) eine Brennstoffzelle für den direkten Einsatz von im LOHC gebundenen Wasserstoff. In dem System wird kein molekularer Wasserstoff vorhanden sein. Dafür muss der Aufbau der Brennstoffzelle verändert werden. Schaeffler entwickelt dafür die Bipolarplatten, das HIERN die notwendigen Katalysatoren und Membranen.

"Mit seinen Eigenschaften ermöglicht die auf Benzyltoluol setzende LOHC-Technologie eine sichere und kostengünstige Wasserstoffinfrastruktur - von der Speicherung über den Transport bis zur Nutzung", sagte Tim Hosenfeldt, Entwicklungsleiter bei Schaeffler. "Wir sehen die Nutzung von LOHC in Brennstoffzellen komplementär zu klassischen Wasserstofftechnologien."

Wann das System marktreif sein wird, hat Schaeffler nicht mitgeteilt.