15. Januar 2024 | Im Projekt „HYINPORT“ untersuchen das Fraunhofer UMSICHT, die duisport – Duisburger Hafen AG und das Technologieunternehmen GKN Hydrogen, ob und wie Festkörper auf Basis von Metallhydriden als Großspeicher für Wasserstoff nutzbar sind. Im Falle eines positiven Ergebnisses ist der Bau einer Demonstrationsanlage auf dem Gelände des weltgrößten Binnenhafens geplant.

Für die Speicherung von reinem Wasserstoff wird bislang hauptsächlich auf sehr hohe Drücke oder extrem tiefe Temperaturen zurückgegriffen. Im auf zwölf Monate angelegten und vom Land NRW geförderten Projekt „Hyinport“ untersuchen die Projektpartner, ob eine chemische Speicherung in Metallhydriden eine wirtschaftliche und sichere Alternative darstellt. Nach Angaben einer Mitte Dezember veröffentlichten Meldung des Fraunhofer UMSICHT konnte eine erste Analyse diese These bestätigen.

Nach der Elektrolyse durch Grünstrom können Metallhydridspeicher Wasserstoff chemisch in einer Metallgitterstruktur einlagern, so Guido Degen, der CEO von GKN Hydrogen, in einer Pressemitteilung. Bei der Elektrolyse werde ein Druck von ca. 40 bar aufgebaut, der für das Einlagern des Wasserstoffs ausreichend sei.

„Dadurch fallen keine weiteren Energieverbräuche für z. B. den Einsatz eines Wasserstoffverdichters an“, so Degen weiter. Im November 2022 hatte GKN Hydrogen eine weltweite ISO 9001-Zertifizierung erhalten.

Metallhydride entstehen bei der Einlagerung

Schnittdarstellung durch ein MH-Speicherrohr mit GKN FeTi-Ronden und Temperierung (© GKN Hydrogen)

Die bei dem Einlagerungsprozess entstehende Wärme ließe sich anschließend für die umgebende Infrastruktur nutzen, etwa als Heizwärme. Bei dem Einlagerungsprozess bilden sich Metallhydride, die über mehrere Jahre unverändert im Tank verbleiben können.  Bei der Auslagerung erfolgt wiederu, die Umkehrreaktion: Der Tank wird für den Verbrauch geöffnet und das Druckniveau abgesenkt.

Zudem muss das Metallhydrid auf Temperaturen von ca. 40 bis 60 °C erhitzt werden, was etwa durch die. Abwärme aus umliegenden Industrieanlagen möglich sei. Zur Stromerzeugung wird der reine Wasserstoff dann in Brennstoffzellen geleitet. Ulrich Seifert vom Fraunhofer UMSICHT fasst die Absicht der Forschenden wie folgt zusammen:

„Als Insellösungen – zum Beispiel in Naturreservaten oder als Backupsystem – sind solche Metallhydrid-Wasserstoffspeicher bereits implementiert. Wir wollen untersuchen, ob sie als Großspeicher auch kritische Infrastrukturen wie den Duisburger Hafen konstant mit grüner Energie versorgen können.“

Metallhydrid-Speicher für kritische Infrastrukturen?

Die anfangs geplante Bewertung und Untersuchung verstehen die Projektpartner als erste Phase eines größeren Vorhabens, erläutert Johannes Eng von der Duisburger Hafen AG:

„Nach Abschluss der konzeptionellen Technologiebewertung könnte die Integration eines Metallhydrid-Wasserstoffspeichers auf unserem Gelände eine weitere spannende Option zur Transformation der Energiedrehscheibe Duisburger Hafen sein.

 

Der Betrieb einer entsprechenden Demonstrations-Anlage sowie das Zusammenspiel mit der umliegenden Infrastruktur werden noch offene Fragen beantworten und lassen Schlüsse auf die Übertragbarkeit der Technologie auf weitere Anwendungsfelder zu – beispielsweise im Hafenumfeld oder in angrenzenden urbanen Räumen.“

(Quelle: Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT/2024)