Ein Tank für Wasserstoff
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- Speicher gefüllt mit Leichtmetallhydriden sind sicher und relativ kompakt. Foto: HZG
Wer Laptop oder Auto künftig mit Wasserstoff und einer Brennstoffzelle betreiben will, braucht einen möglichst kompakten Tank für das flüchtige Gas. Wissenschaftler um Dr. Martin Dornheim und Dr. Philipp Klaus Pranzas am GKSS-Forschungszentrum in Geesthacht setzen auf chemische Speicher aus einem extrem feinen, gepressten Metallpulver.
Das Prinzip: Der gasförmige Wasserstoff strömt unter Druck in das nanostrukturierte Material und verbindet sich mit Metallatomen. Erhöht man die Temperatur, so löst sich die Verbindung wieder und das Gas kann entweichen.
„Der Vorteil dieser Leichtmetall-Hydrid-Speicher ist, dass in ein geringes Volumen große Mengen Wasserstoff passen – mehr als in die heutigen Hochdruckspeicher“, erläutert Dornheim. „Außerdem ist der Wasserstoff chemisch gebunden, wir können also bei niedrigem Druck arbeiten und brauchen das Gas nicht zu verflüssigen. Und die Methode ist sehr sicher, weil der Wasserstoff im Falle eines Unfalls nicht spontan freigesetzt werden kann.“
Das Be- und Entladen des Tanks mit Wasserstoff sollte dabei rasch möglich sein und nicht allzu hohe Temperaturen erfordern, am besten nur die Abwärme aus dem umgebenden Antriebssystem. Um das zu erreichen, kombinieren die Forscher verschiedene Leichtmetall-Hydride mit jeweils hoher Speicherkapazität miteinander. Als RHC – Reactive Hydrid-Composite – wurden sie bereits zum Patent angemeldet. Der Clou: Die unterschiedlichen Hydride reagieren miteinander und produzieren dadurch einen Teil der benötigten Reaktionswärme selber.
Um die Materialien weiter zu verbessern, nutzen Dornheim, Pranzas und Kollegen Experimente mit brillanter Röntgenstrahlung am Hamburger DESY und weiteren europäischen Synchrotronquellen sowie Neutronenstreumethoden und -tomografie. Bis Juni 2010 arbeiteten sie an der Geesthachter Neutronenforschungseinrichtung und zukünftig verstärkt an der Neutronenquelle FRM II in Garching. Sie lernen daraus nicht nur etwas über die Nanostruktur der Materialien, sondern können von außen in den Tank hinein sehen und sogar filmen, wie sich der Wasserstoff in seinem Inneren verteilt.
