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Wasserstoff als Energiespeicher

Die Energiewende gehört zu den großen Herausforderungen der Gesellschaft: Deutschland und die Europäische Union streben an, bis zum Jahr 2050 klimaneutral zu werden. Dabei soll die Bevölkerung sicher mit Energie versorgt werden und die Industrie wettbewerbsfähig bleiben. Eine Schlüsselrolle spielen dabei Wasserstofftechnologien: Sie müssen entwickelt und in großem Maßstab marktgängig gemacht werden.

Jülicher Wissenschaftler forschen vornehmlich an der Polymer-Elektrolyt-Membran (PEM)-Elektrolyse. Im Gegensatz zur alkalischen Wasserelektrolyse (bei der Kalilauge als Elektrolyt eingesetzt wird) verwendet dieses Verfahren protonenleitende Membranen als Elektrolyt – und kommt damit ohne bedenkliche Chemikalien aus. Darüber hinaus weisen PEM-Elektrolyseure einen einfacheren Systemaufbau auf und erzeugen Wasserstoff mit wesentlich höheren Stromdichten und Wirkungsgraden. Damit eigenen sie sich besonders für den Betrieb mit Stromspitzen regenerativ gewonnener Energie: Die PEM-Elektrolyse soll es künftig ermöglichen, Wasserstoff aus "grünem" Strom in großen Mengen herzustellen. Noch ist dies aufgrund der hohen Anlagenkosten zu teuer. Wissenschaftler des IEK-3 entwickeln daher kostengünstige, alternative Materialien. Außerdem arbeitet das IEK-3 an einem Strom-und Gasmarktdesign zur Versorgung des deutschen Straßenverkehrs mit Wasserstoff.

Um Wasserstoff zu speichern und an den Ort zu transportieren, an dem er gebraucht wird, haben Wissenschaftler des IEK-11 (HI ERN) eine spezielles Verfahren entwickelt: eine organische Trägerflüssigkeit (Liquid Organic Hydrogen Carrier, kurz LOHC), die mehr als 650 Liter Wasserstoff pro Liter binden kann und mit der sich der chemisch gebundene Wasserstoff sicher lagern und kostengünstig transportieren lässt.

Institute:

Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK)

Techno-ökonomische Systemanalyse (IEK-3)
Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg (HI ERN / IEK-11)