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house with garage
26.05.2020

Garagen als Wasserstoff-Tankstellen

Wenn Verbraucher zögern, auf alternative Antriebe zu setzen, dann fällt ein Grund immer wieder: die ausbaufähige Ladeinfrastruktur. Herrscht bei Ladesäulen für Autos mit Elektrobatterien schon Nachholbedarf, dann ist dieser bei Autos mit Brennstoffzellen noch gravierender. Forscher aus der Schweiz wollen das ändern.

Wasserstoff treibt Fahrzeuge mit Brennstoffzellen an, ohne CO2-Emissionen zu erzeugen. 2019 gab es allerdings erst 432 Wasserstoff-Tankstellen – weltweit. Selbst wenn sich deren Anzahl in den vergangenen fünf Jahren vervierfacht hat, so sind sie nicht einmal ansatzweise ausreichend, um Brennstoffzellenfahrzeuge für die breite Masse attraktiv erscheinen zu lassen. Die meisten Wasserstoff-Tankstellen finden sich in Japan mit 114, gefolgt von Deutschland mit 87. Kalifornien kommt als US-Hotspot auf immerhin 48. In der Schweiz bieten gerade einmal zwei Tankstellen Wasserstoff an. Eine dritte steht vor der Inbetriebnahme. Trotz dieser überschaubaren Quote kommen aus der Schweiz Signale, die dem Wasserstoff und damit der Brennstoffzelle auf die Sprünge helfen könnten: in Form einer Minitankstelle in der heimischen Garage.

114 Wasserstoff-Tankstellen hat Japan. Gefolgt von Deutschland (87) und Kalifornien (48)

Mini-Tanke: Forscher aus der Schweiz versuchen, Wasserstoff für zuhause genauso verfügbar zu machen, wie Strom für Autos.

Speicherplatz für fünf Kilogramm Wasserstoff

Professor Andreas Züttel von der Technischen Hochschule EPFL in Lausanne hat an der Innovation mitgewirkt, die Ende 2019 international aufhorchen ließ. Der Clou des etwa kühlschrankgroßen Geräts ist, dass in ihm ein Metallhydrid (ZrMn1.5) Wasserstoff speichert wie ein Schwamm. Soll der gespeicherte Wasserstoff zum Betanken eines Brennstoffzellen-Fahrzeugs genutzt werden, dann wird der Speicher erwärmt. Daraufhin baut sich der notwendige Druck auf, um den Wasserstoff zu verflüssigen, sodass er in den Tank strömen kann. Wasserstoff würde damit zuhause genauso verfügbar sein, wie Strom für Autos mit Elektrobatterien.

Daneben könnten Hausbesitzer überschüssigen Wasserstoff an Dritte verkaufen. Der Metallhydrid, der im HyCo genannten Prototypen eingesetzt wird, kann rund fünf Kilogramm Wasserstoff aufnehmen. Laut Professor Züttel genug, um einen standardisierten Autotank zu befüllen. Zudem reiche der Metallhydrid für 40.000 Zyklen, ganz ohne Wartung.

Die Mini-Tank für daheim ist nicht größer als ein Kühlschrank.

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Platzprobleme: Bislang erfordert das Speichern von Wasserstoff viel Fläche und dessen Komprimieren verschlingt reichlich Strom.

Vollständig grüne Produktion möglich

Der Prototyp beseitigt einige der bisherigen Schwächen auf einen Schlag. Bislang erfordert das Speichern von Wasserstoff viel Fläche und dessen Komprimieren verschlingt reichlich Strom. HyCo speichert und verdichtet Wasserstoff jedoch in einem Schritt und benötigt dazu „lediglich“ Wärme, die sich durch Sonnenenergie gewinnen ließe. Letztlich erscheint sogar ein geschlossener Kreislauf denkbar. Solarzellen auf dem Dach des Eigenheims erzeugen Energie, die ein Elektrolyseur nutzt, um aus Wasser Wasserstoff zu erzeugen. Der Wasserstoff würde anschließend im Metallhydrid gespeichert. Von dort ließe er sich nicht nur zum Betanken von Autos nutzen, sondern auch als Energiequelle für den Haushalt.

Sinnvolle Ergänzung zu Wasserstoff-Tankstellen

Ein wichtiger Faktor der Neuentwicklung ist der Metallhydridtank. Er ist laut Professor Zütel dünnwandig genug, um sich gut erwärmen zu lassen, aber dennoch robust genug, um hohen Druck auszuhalten. Wie es um die Chancen steht, HyCo zu einer ernsthaften Alternative für Verbraucher zu machen, wird nicht zuletzt davon abhängen, ob er zu vertretbaren Preisen auf den Markt kommt. Der Ansatz, private Mini-Tankstellen zu einer sinnvollen Ergänzung öffentlicher Wasserstoff-Tankstellen werden zu lassen, hat jedenfalls Charme. Der grüne Treibstoff könnte so deutlich an Popularität gewinnen.

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