Flüssige Wasserstoffträger auf dem Prüfstand

Das Konzept geht davon aus, dass die an einem „energiereichen“ Ort (Windanlage, Photovoltaik-Feld) zu einer „energiereichen“ Zeit bereitgestellte Energie genutzt wird, um eine energiearme Flüssigkeit in einer chemischen Reaktion mit elektrolytisch hergestelltem Wasserstoff zu beladen.

Diese nun mit Energie angereicherte Flüssigkeit kann verlustfrei über große Zeiträume gelagert, mit hoher Energiedichte transportiert und unter Nutzung der heutigen Infrastruktur (Pipeline, Tankschiff, Tanklager, Tankstelle) verteilt werden. Am Ort und zur Zeit des Energiebedarfs wird die energiereiche Flüssigkeit unter Freisetzung von Wasserstoff wieder energetisch entladen und zum Ort der Energieerzeugung zurückgebracht. Über den Stand der Forschung haben die beiden Wissenschaftler jüngst in Energy and Environmental Science, DOI:10.1039/C1EE01454D, berichtet.

Die neuartige Technologie baut auf einem Patent der Firma Air Products von 2004 auf und nutzt sogenannte „Liquid Organic Hydrogen Carriers“ (LOHC). Diese Energie Tragenden Stoffe existieren in einer energiearmen Form und in einer energiereichen, Wasserstoff beladenen Form. Kern der Forschung ist aktuell die Chemikalie N-Ethylcarbazol als energiearme Form, kurz: Carbazol.

Die heute diskutierten Szenarien zur Energiebereitstellung aus regenerativen Quellen im großen Maßstab (Windparks in der Nordsee, Desertec etc.) erfordern als wesentliche technische Voraussetzung geeignete Wege, um große Energiemengen möglichst verlustfrei speichern und transportieren zu können. Nur so lassen sich saisonale Schwankungen in der Erzeugung ausgleichen, nur so kann ein effizienter nicht-elektrischer Transport der Nutzenergie zum Ort des Verbrauchs realisiert werden. Die Nutzung der beforschten LOHC-Systeme wird vielfältig betrachtet und erstreckt sich von mobilen Anwendungen (etwa zum Antrieb von Automobilen mit Verbrennungsmotoren oder Brennstoffzellen) über die Stabilisierung von elektrischen Netzen bis zu Themen des globalen Energietransports.

„Erlangen stellt ein ideales Forschungsumfeld für diese Thematik bereit. Die Verknüpfung aus Systembetrachtung und exzellenter Materialforschung verschafft uns an der FAU ein besonders hohes Forschungstempo“, sagt Prof. Arlt, der den Lehrstuhl für Thermische Verfahrenstechnik innehat und als wissenschaftlicher Leiter des neu gegründeten Energie Campus Nürnberg fungiert. „Insbesondere die Entwicklung neuartiger Katalysatoren für die Hydrierungs- und Dehydrierungsreaktionen profitiert maßgeblich von der interdisziplinären Zusammenarbeit im Erlanger Exzellenzcluster zwischen Werkstoffwissenschaften, Chemie und Verfahrenstechnik“, ergänzt Prof. Wasserscheid (Lehrstuhl für Chemische Reaktionstechnik).

Die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), gegründet 1743, ist mit 29.000 Studierenden, 590 Professorinnen und Professoren sowie 2000 wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die größte Universität in Nordbayern. Schwerpunkte in Forschung und Lehre liegen an den Schnittstellen von Naturwissenschaften, Technik und Medizin in engem Dialog mit Jura und Theologie sowie den Geistes-, Sozial- und Wirtschaftswissenschaften. Seit Mai 2008 trägt die Universität das Siegel „familiengerechte Hochschule“.

Mehr Informationen:
Prof. Dr. Wolfgang Arlt
Tel.: 09131/85-27440
wolfgang.arlt@cbi.uni-erlangen.de
Prof. Dr. Peter Wasserscheid
Tel.: 09131/85-27420
wasserscheid@crt.cbi.uni-erlangen.de