12.3.2024 | Ein europäisches Konsortium unter der Leitung der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) forscht an neuen Speichern für Flüssigwasserstoff (LH₂). Ziel ist, die Kapazität der Behälter um das 40-fache zu steigern und gleichzeitig die Kosten um 80 % zu reduzieren. Der Schlüssel dafür soll eine Bauweise sein, die bislang vor allem in der Gebäudedämmung zum Einsatz kam.
Im Projekt „NICOLHy“ forscht die BAM mit der Universität Bologna, dem Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt, der Norwegischem Universität für Naturwissenschaften und Technologie sowie der Nationalen Technischen Universität Athen an neuartigen Speichern für Flüssigwasserstoff. Dabei greift das internationale Team nach eigenen Angaben erstmals auf das Prinzip der VIP-Wärmeisolierung (Vacuum Isolation Panel, deutsch: Vakuum-Isolationspaneel) zurück. Bislang kam es unter anderem in der Gebäudedämmung zum Einsatz.
Bei einer VIP-Isolierung wird der Kälteverlust durch eine Doppelwand mit Vakuum sowie einem Füllmaterial aus hochporösem Pulver minimiert. Zusammen bewirken Vakuum und Füllmaterial, dass kaum Wärme eindringen kann. So lasse sich mit einer nur 2 cm messenden VIP-Isolierung eine „ausreichende“ Dämmung gegen Wärmeeintrag von außen erzielen. Zudem ließen sich die Tanks rechteckig konstruieren und etwa in die Form eines Schiffes einpassen. Gegenüber bisherigen Kugelspeichern könne der Laderaum so optimal ausgeschöpft werden.
„Erste Ergebnisse zeigen, dass das VIP-Isolationsprinzip erfolgreich für die Speicherung von Flüssigwasserstoff genutzt werden kann“, so Projektkoordinator Robert Eberwein, Experte für Gefahrguttanks an der BAM in einer Pressemitteilung. Das Speichervolumen lasse sich im Vergleich zu Kugelspeichern nahezu verdoppeln, die Herstellungskosten könnten „bei gleichzeitig steigender Energieeffizienz und Sicherheit“ um 80 % reduziert werden. „Die modulare Speichertechnik könnte die Etablierung von Flüssigwasserstoff in der deutschen und europäischen Energiewirtschaft deutlich beschleunigen“, hofft Eberwein.
BAM: Kugeltanks besitzen zahlreiche Nachteile
Flüssigwasserstoff wird aufgrund seiner hohen Energiedichte bei −253 °C transportiert und gelagert. Daher komme der Wärmeisolierung eine besondere Bedeutung zu. Bisher sind große LH₂-Speicher wie kleine Tanks für Flüssigerdgas konstruiert. Sie besitzen also eine Kugelform, die dem Druck besser standhält und Speicherverluste minimiert. Außerdem sind sie zur thermischen Isolation mit einer Doppelwand ausgestattet.
Die Kugelspeicher weisen laut BAM jedoch mehrere Nachteile auf, die sie für einen „großflächigen Einsatz“ ungeeignet machen:
- Das Fassungsvermögen sei auf maximal ca. 5000 m³ beschränkt. Indes würden für wirtschaftlichen Transport und Speicherung Tanks mit dem 10- bzw. 40-fachen Volumen benötigt. Eine entsprechende Skalierung der Tanks sei aufwendig und mit technischen Risiken verbunden.
- Die Herstellungsdauer der Kugelspeicher sei aktuell mit über einem Jahr sehr lang.
- Skaliert auf die benötigen Speichergrößen von 50.000–200.000 m³ würde die äußere Isolationsschicht aus Polyurethan mehrere Meter betragen.
Diese Nachteile möchte die Forschungsgruppe mithilfe der neuen Tanks und ihrer VIP-Wärmeisolierung ausgleichen. Weitere Informationen zum Projekt erhalten Sie hier. In einem anderen Forschungsprojekt arbeitet die BAM auch an der Optimierung von Wasserstoffdruckbehältern.
