Metallhydride für Wasserstoffspeicherung und Wasserstoffkompression
Forscher am Projekt ATLAS-H2 (Advanced metal hydride tanks for integrated hydrogen applications) entwickelten Tanksysteme für Solid-State-Speicherung von Wasserstoff und Wasserstoff-Kompression. Verschiedene Metalllegierungen und intermetallische Verbindungen reagieren mit Wasserstoff und bilden Metallhydride. Durch geeignete Steuerung von Temperatur und Druck kann die Richtung der chemischen Reaktion abgestimmt werden. In anderen Worten Metalle können mit Wasserstoff geladen und entladen werden. Für die Entwicklung eines Wasserstoffspeichertanks auf der Basis von Metallhydriden waren verschiedene Forschungsetappen notwendig. Zunächst wurden verschiedene Arten von Wasserstoffspeichermaterialien synthetisiert, gescreent und unter Berücksichtigung der vorgesehenen Anwendungen (Wasserstoffspeicherung und Kompression) im Labormaßstab untersucht: Mg-Basis und AB2 / AB5-Typen (z.B. das La1-xCexNi5 System). Unter allen Metallhydriden, die zur Wasserstoffspeicherung getestet wurden, wurden nur wenige ausgewählt, um ein Tanksystem im vollen Maßstab zu entwickeln. Das Prototyp-System besteht aus Scheiben aus verdichtetem Magnesiumhydrid und einem Phasenwechselmaterial, um die Wärme während der Wasserstoffaufnahme zu speichern und für die Wiederverwendung bei der Desorption freizusetzen Eine Reihe von Wasserstoffabsorptions- und Desorptionstests wurde durchgeführt, um die Leistung des Mg-basierten Wasserstoff-Speichertanks zu beurteilen. Eine Protonenaustauschmembran-Brennstoffzelle, die eine elektrische Leistung von 1,2 Kilowatt liefert, wurde verwendet, um die Fähigkeit des Behälters zu testen, die erforderliche Wasserstoffströmungsgeschwindigkeit für seinen Betrieb zu liefern. ATLAS-H2-Technologie, um Wasserstoff in Metallhydriden bei niedrigem Druck zu speichern, richtet sich an eine Vielzahl von potentiellen industriell relevanten Anwendungen im Zusammenhang mit erneuerbarer Energie. Es überrascht nicht, dass diese Wasserstoffspeichertank-Technologie sich bereits in der Vermarktungsphase befindet. Auf der anderen Seite wurde der Bau eines mehrstufigen Wasserstoffkompressors auf Metall-Hydridbasis im Labormaßstab mit einem H2-Förderdruck von über 200 bar erfolgreich im Rahmen von ATLAS-H2 demonstriert. Der H2-Kompressor verwendet nur heißes und kaltes Wasser für den Betrieb und die Strömungsgeschwindigkeit der Vorrichtung beträgt etwa 2000 Liter H2 pro Stunde. Derzeit wird eine Folgeaktion umgesetzt, mit dem Ziel den Metall-Hydrid-Kompressor (MHC), der unter ATLAS-H2 entwickelt wurde, hochzuskalieren, um die Technologie in einem kompletten Speichersystem für erneuerbare Energien (RE) zu bewerten und den aktuellen Markt für Metall-Hydrid-Kompressoren besonders in RE-Speicheranwendungen zu bewerten.
Schlüsselbegriffe
Metallhydride, Wasserstoffspeicher, Brennstoffzelle, ATLAS-H2, Tanksystem, Magnesiumhydrid, Phasenwechselmaterial
