Wasserstoff dank Sonnenenergie

Am Rande der Wüste von Tabernas, rund 35 Kilometer nördlich des Stadtzentrums von Almeria, erstreckt sich die Plataforma Solar de Almeria. Seit Jahrzehnten wird hier die Nutzung der Sonnenenergie erforscht. Im November 2017 startete ein neues Versuchsprojekt. Vor einem gewaltigen Turm wurden Dutzende von Solarspiegeln gleichmäßig in Reih und Glied installiert. Sie sorgen dank gebündelter Sonnenenergie dafür, dass aus Wasserdampf Wasserstoff entsteht, dessen industrielle Nutzung das Ziel der beteiligten Wissenschaftler und Unternehmen aus mehreren europäischen Ländern ist. Zu ihnen zählen auch Experten des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt.

Wesentlich leistungsfähigere Anlage

Dank verbesserter Materialien und dem Einsatz eines neuen Reaktors ist das Projekt HYDROSOL_Plant in der Lage eine Leistung von 750 Kilowatt zu erzielen. Damit ist die Ausbeute deutlich höher als bislang, denn zuvor konnte lediglich eine Leistung von 100 Kilowatt erreicht werden. Im aktuellen Testbetrieb untersuchen die beteiligten Experten, ob die in der aufgebauten Anlage eingesetzten Materialien die in sie gesetzten Erwartungen erfüllen.

Wasserspaltung dank thermochemischer Reaktion

Hierzu zählen etwa Nickel-Ferrit oder Ceroxid, die im Innern des Reaktors eine wichtige Funktion übernehmen. Sie fungieren als sogenannte Redox-Materialien und sorgen in einem ersten Schritt dafür, dass Sauerstoffmoleküle unter hohen Temperaturen freigesetzt werden. Dies gelingt, indem das Sonnenlicht von den zahlreichen Solarspiegeln auf einen Brennpunkt im Turm konzentriert wird. Dort werden die Redox-Materialien auf 1.400 Grad Celsius erhitzt und chemisch reduziert, wodurch sich deren Sauerstoffmoleküle lösen. Das ist wichtig für den zweiten Schritt, in dem Wasserdampf bei 800 bis 1.000 Grad Celsius durch den Reaktor geleitet wird. Das reduzierte Redox-Material kann dabei den Sauerstoff des Wasserdampfs aufnehmen. Der Sauerstoff verbleibt im Reaktor, während der aus der Wasserspaltung resultierende Wasserstoff herausströmt und gespeichert werden kann.

Marktreife lautet das Ziel

HYDROSOL_Plant stellt damit einen wichtigen Zwischenschritt auf dem Weg zu einer effizienten Produktion von Wasserstoff durch Sonnenenergie dar. Selbst wenn es sich hierbei noch um ein reines Forschungsprojekt handelt, erzeugt es bereits ein Kilogramm Wasserstoff pro Woche. Genug, um ein Brennstoffzellenauto 100 Kilometer weit fahren zu lassen. Im Laufe des Testbetriebs sollen drei Kilogramm pro Woche erzielt werden. Ab einer Produktion von wöchentlich zehn Kilogramm, könnte sich das Herstellungsverfahren bereits als Insellösung in Gegenden ohne Elektrizität lohnen. Die Forscher hoffen, das Verfahren in zehn Jahren derart weiter zu optimieren, damit eine industrielle Erzeugung von Wasserstoff möglich ist. Das ambitionierte Ziel lautet jedenfalls, den Prozess zur Marktreife zu bringen.