„Powerpaste“ kann Wasserstoff speichern
Die Entwicklung einer „Powerpaste“, die Wasserstoff chemisch speichern kann, gelang dem Fraunhofer Institut in Dresden. Das Problem bei der Nutzung von Brennstoffzellen-Autos ist unter anderem die Speicherung und der Transport von H2. Eines der Details: ein aufwändig konstruierter Tank. Ausgelegt als Druckbehälter, um den auf 700 bar komprimierten Wasserstoff gefahrlos transportieren können.
Eine als „Powerpaste“ auf Magnesiumhydrid basierende flexible Masse kann Wasserstoff chemisch sicher speichern. So ließe sich H2 einfach transportieren. Und er kann ohne teure Tankstellen-Infrastruktur zum Endverbraucher gelangen.
Ausgangspunkt war die Frage, ob und wie man auch Kleinfahrzeuge wie Drohnen, E-Scooter, Roller oder E-Bikes für den Brenntoffzellenbetrieb fit machen kann. Für die wäre der Druckstoß beim Tanken viel zu groß. „Mit Powerpaste lässt sich Wasserstoff bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck chemisch speichern und bedarfsgerecht wieder freisetzen“, erklärt Marcus Vogt, Wissenschaftler am Fraunhofer IFAM. Der Tankvorgang gestaltet sich einfach. Statt eine Tankstelle anzusteuern, wechselt der Fahrer einfach eine Kartusche. Und füllt zusätzlich Leitungswasser in einen Wassertank.
Kartusche statt Tankstelle
Ausgangsmaterial der Powerpaste die Wasserstoff speichern kann, ist pulverförmiges Magnesium. Ein leicht verfügbarer Rohstoff. Bei 350 Grad Celsius und fünf- bis sechsfachem Atmosphärendruck wird es mit Wasserstoff zu Magnesiumhydrid umgesetzt. Dann kommen noch Ester und Metallsalz dazu – fertig. Um das Fahrzeug anzutreiben, befördert ein Stempel die Masse aus der Kartusche heraus. Aus dem Wassertank Wasser zugeben, so entsteht gasförmiger Wasserstoff. Die Menge passt man dabei dem Wasserstoffbedarf der Brennstoffzelle an. So stammt nur die Hälfte des Wasserstoffs aus der Powerpaste. Die andere Hälfte liefert das Wasser.
Powerpaste – Die Wasserstoff-Antwort nicht nur für Kleinfahrzeuge
Dabei erzielt man eine mindestens so hohe Reichweite wie mit der gleichen Menge Benzin. Auch beim Reichweitenvergleich mit auf 700 bar komprimiertem Wasserstoff schneidet die Fraunhofer-Entwicklung besser ab. Das macht die Powerpaste auch für Last- und Personenwagen interessant. Oder als Range-Extender zur Reichweitenerhöhung von Elektroautos. Selbst große Drohnen könnten ihre Reichweite mit der damit deutlich erhöhen. Und so statt zwanzig Minuten auch mehrere Stunden in der Luft bleiben. Hilfreich speziell bei Inspektionsaufgaben. Etwa bei der Kontrolle von Waldgebieten oder Stromleitungen.
Keine Drucktanks
Ein weiterer Punkt spricht für den Powerpaste. Sie lässt sich auch dort einsetzen, wo es keine Wasserstofftankstellen gibt. Gasförmiger Wasserstoff hingegen erfordert eine teure Infrastruktur. Die Paste ist fließfähig und pumpbar. Man kann sie daher auch über einen normalen Tankvorgang und kostengünstigere Abfüllanlagen tanken. Tankstellen für gasförmigen Wasserstoff bei hohem Druck kosten derzeit mit etwa ein bis zwei Millionen Euro. Pro Zapfsäule. Auch der Transport der Paste gestaltet sich kostengünstig. Aufwändige Drucktanks oder sehr kalter, flüssiger Wasserstoff sind nicht nötig.
Deshalb baut das Fraunhofer IFAM am Fraunhofer-Projektzentrum für Energiespeicher und Systeme ZESS eine Produktionsanlage für die Paste. Ende 2021 soll sie in Betrieb gehen. Pro Jahr will man dann bis zu vier Tonnen Powerpaste produzieren. Nicht nur für Kleinfahrzeuge.
