Molekül-Steckbriefe, Teil 5

Molekül-Steckbriefe: LOHC

Chemische Wasserstoffspeicher – was soll das eigentlich sein? Die Frage ist natürlich völlig berechtigt, denn das Thema Wasserstoff ist hochkomplex, obwohl H₂ das erste und bezogen auf seine molekulare Struktur gesehen eines der simpelsten Elemente überhaupt ist.

Grob gesagt gibt es zwei Methoden, um Wasserstoff zu speichern: die physikalische und die chemische. Physikalisch bedeutet, dass Wasserstoff entweder unter hohem Druck komprimiert wird oder auf -253 Grad Celsius abgekühlt wird. In beiden Fällen verringert sich das Volumen. Chemisch bedeutet, dass Wasserstoff in ein anderes Molekül eingelagert wird. Das ist bei flüssigen organischen Wasserstoffträgern (engl. liquid organic hydrogen carrier, LOHC) der Fall, die im übertragenen Sinn wie eine Pfandflasche für Wasserstoff funktionieren. Der Träger wird mit Wasserstoff beladen, kann so gespeichert, gelagert und transportiert werden und dann wieder aus dem Träger freigesetzt werden. Der entladene Träger steht dann zur erneuten Beladung bereit. Solche chemischen Speichermethoden sind der Schwerpunkt der Grundlagenforschung am Institut für nachhaltige Wasserstoffwirtschaft (INW) des Forschungszentrums Jülich, das den Kern unseres Clusters bildet.

Das Ziel aller physikalischen und chemischen Speichermethoden ist eine bessere Handhabbarkeit von Wasserstoff, um ihn zum Beispiel besser transportieren zu können. Mit jeder Methode wird molekularer Wasserstoff, der in seiner Reinform unter Umgebungsbedingungen ein großes, schwerer handhabbares Volumen hat, komprimiert. Jede Methode hat ihre Stärken, die für unterschiedliche Anwendungen ausgespielt werden sollen. Physikalisch mit Druck gespeicherter Wasserstoff kommt beispielsweise in der Mobilität zur Anwendung, weil Lkws und Busse mit auf 350 bar komprimiertem Wasserstoff betankt werden und Autos mit 700 bar.

Das INW konzentriert sich wie gesagt auf chemische Speichermethoden unter anderem, weil der Energieaufwand für das Speichern meistens niedriger ist als bei physikalischen Methoden. Aber auch die chemischen Speicher stellen Ansprüche. In dieser Serie stellen wir die chemischen Speicher, die unsere Forscherinnen und Forscher beschäftigen, mit Steckbriefen vor. Zum Abschluss stellen wir LOHC vor. Erschienen sind Beiträge zu Methan, Methanol, Ammoniak und Dimethylether.

Ein Beispiel zur Anwendung von LOHC in der Praxis finden Sie hier bei unserem Demonstrationsvorhaben Multi-SOFC am Krankenhaus Erkelenz.

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