Infrastruktur Wasserstoff-Tankstelle für Privatanwender

Ein neuartiger Wasserstoff-Speicher in der Größe eines Kühlschranks: Fertig ist die private Wasserstofftankstelle. Gut, so trivial ist es nicht – aber eine solche Anlage entsteht aktuell in der Schweiz.

Vor rund zwei Jahren beschrieben Forscher der polytechnischen Universität Lausanne eine Neuentwicklung: einen neuartigen thermischen Wasserstoffverdichter, der gleichzeitig als Speicher fungiert. In ihm speichert ein Metallhydrid „ZrMn1.5“ das Gas „wie ein Schwamm“; ohne Energiezufuhr bei 10 bis 35 bar und Umgebungstemperatur. Soll das Gas in den Drucktank eines Autos strömen, wird der Speicher erwärmt. Damit wird der Wasserstoff vom Metallhydrid getrennt; es baut sich Druck im Speicher auf. Nach dem Tankvorgang kühlt sich der Metallhydrid ab und kann wieder Gas speichern.

Nach Aussagen der Forscher ist das Gerät „in etwa so groß wie ein Kühlschrank“ und fasst rund sechs Kilogramm Wasserstoff; das entspricht etwa einer Tankfüllung der aktuell verfügbaren Wasserstoff-Fahrzeuge. Klein genug, um für Privatanwender interessant zu sein.

Tankstelle für Privatanwender und kleine Betriebe

Dieser spezielle Speicher bildet nun die Basis für eine Wasserstoff-Tankstelle für Privatanwender. Gemeinsam mit dem Uni-Spin-Off „GRZ Technologies“ und dem Unternehmen Messer, einem Lieferanten für Industriegase, entstand inzwischen die vierte Generation von Wasserstofftankstellen mit der Bezeichnung „H24U“. „Diese Generation soll einen autarken Betrieb ermöglichen“, beschreibt es Lendita Kadrijaj, Assistentin der Geschäftsleitung von Messer Schweiz, auf Nachfrage.

„In einer ersten Stufe konzentrieren wir uns auf den Privatbereich und auf kleinere Betriebe. Es sind kleinere Einheiten zur Betankung von drei bis vier Fahrzeugen. Parallel dazu entwickeln wir eine größere Einheit für größere Betankungsmengen, zum Beispiel Mehrfamilienhäuser, Industrie oder Gewerbe“, beschreibt Kadrijaj. Die Entwicklung wird vom Bundesamt für Energie gefördert.

Energieträger

Wasserstoff: Jetzt kommt die Infrastruktur

Auf dem Markt im Jahr 2022

Die erste marktfähige Kleinanlage baut Messer derzeit auf seinem Werksgelände auf. „Die Anlage kann voraussichtlich im Januar bei uns ausführlich getestet werden“, sagt Kadrijaj, „die Großanlage wird noch ein Jahr benötigen bis sie einsetzbar ist.“ Den Test auf dem Werksgelände sollen laut Messer „unabhängige Dritte“ durchführen. „Es war geplant, dass sie in diesem Jahr auf den Markt kommt. Verzögerungen bei der Lieferung von einzelnen Komponenten, Ressourcenüberlastung und andere Corona-bedingte Effekte werden die Markteinführung auf 2022 verzögern.“

Damit der Wasserstoff „grün“ ist, also seine Umwandlung im Elektrolyseur mit regenerativer Energie vonstatten geht, eigne sich zum Beispiel eine Photovoltaikanlage auf dem eigenen Hausdach. Denkbar ist auch, für das Erwärmen des Speichers zum Betanken die regenerativ umgewandelte Energie zu nutzen. In den Speicher gelangt der Wasserstoff direkt vom Elektrolyseur mit einem geringen Überdruck.

Wasserstoff-Elektrolyse

Referenzfabrik für die Serienfertigung von Elektrolyseuren

Was ist ein Metallhydrid?

Was ist eigentlich ein Metallhydrid? Messer beschreibt chemisch korrekt: „Metallhydride sind Metalle, die auf den Zwischengitterplätzen Wasserstoff einlagern können. Dabei ist die Wasserstoffdichte doppelt so groß wie die von flüssigem Wasserstoff und circa vierfach so groß wie von Wasserstoff bei 700 bar Druck.

Weil der Speicherdruck nur zwischen 10 und 35 bar beträgt, ist das Speichervolumen an keine bestimmte Geometrie gebunden. Das heißt: Der Speicher könnte flach ausgeführt ebenerdig verbaut werden; etwa unterhalb einer Rampe mit Carport, in dem das Auto betankt wird.

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