Wasserstoff-Serie, Teil 5 | Herausforderungen und Lösungen der Speicherung

Eugen
Eugen
blog
Wie lässt sich Wasserstoff speichern? Hier bekommt ihr alle Infos. (Bild: AdobeStock)

Um Wasserstoff in seinen vielfältigen Anwendungen nutzen zu können, muss es auch gespeichert werden. Dazu gibt es derzeit eine Reihe von Ideen, bei denen allerdings auch Herausforderungen zu lösen sind.

Druckspeicherung

Die größte Herausforderung für die Speicherung von Wasserstoff liegt darin begründet, dass der Energieträger eine sehr geringe Energiedichte hat. In gasförmiger Form benötigt Wasserstoff beispielsweise elf Mal mehr Volumen als Benzin, um die gleiche Energiemenge zu entfalten. Um die Dichte von Wasserstoff zu erhöhen, muss dessen Druck erhöht werden. Der höhere Druck erhöht die Energiedichte pro Volumeneinheit, was die Speichereffizienz verbessert.

Die Druckspeicherung von Wasserstoff ist daher eine der gängigsten Methoden zur dessen Speicherung in gasförmigem Zustand. Dabei wird Wasserstoff auf 100 bis 150 bar komprimiert. Sie wird häufig in industriellen Anwendungen sowie in Wasserstofffahrzeugen eingesetzt. Auch in ehemaligen Erdgasspeichern wie unterirdischen Kavernen lässt sich Wasserstoff so speichern.

Wasserstoff in flüssiger Form

Bei extrem niedrigen Temperaturen von bis zu -253 °C kann Wasserstoff auch in flüssiger Form in Tanks gespeichert werden. Auch die Flüssiggasspeicherung ist technisch ausgereift und findet seit vielen Jahren in der Industrie Anwendung. Sie eignet sich allerdings derzeit nur für die stationäre Speicherung von kleineren Mengen von Wasserstoff.

Chemische Speicherung

Eine andere Möglichkeit Wasserstoff zu speichern und gleichzeitig über weite Strecken zu transportieren, ist, ihn in andere Moleküle einzubinden und bei Bedarf wieder herauszulösen. So ist beispielsweise Ammoniak als eine chemische Verbindung von Wasserstoff und Stickstoff ein sehr guter Wasserstoffträger. Die Vorteile der chemischen Speicherung liegen darin, dass Ammoniak bei moderatem Druck und bei Umgebungstemperatur gelagert und transportiert werden kann. Auch der Transport von Ammoniak und die Lagerung von Ammoniak sind technisch kein Neuland mehr. Da der Stoff seit vielen Jahrzehnten in der Düngemittelproduktion verwendet wird, ist dazu eine ausgereifte Transport- und Lagerlogistik vorhanden.

Doch auch bei dieser Speichermethode gibt es Herausforderungen. Ammoniak ist giftig, sowohl beim Einatmen als auch bei Kontakt mit der Haut. Auch besteht beim Umgang mit Ammoniak Explosionsgefahr. Hinzu kommt, dass für die Rückumwandlung von dem im Ammoniak enthaltenen Wasserstoff hohe Temperaturen und spezielle Katalysatoren erforderlich sind. Dadurch steigt der Energiebedarf der gesamten Prozesskette.

Speicherung in kohlenstoffbasierten Materialen

Neben der chemischen Speicherung kann Wasserstoff auch in kohlenstoffbasierten Materialen wie Aktivkohle oder Kohlenstoff-Nanoröhren gespeichert werden. Diese Materialen haben eine sehr große innere Oberfläche, auf der Wasserstoffmoleküle haften können. Allerdings ist die Menge von Wasserstoff, die mithilfe dieser Methode gespeichert werden kann, eher gering. Auch die Geschwindigkeit, mit der Wasserstoff auf diesen Materialien adsorbiert (angehaftet) und desorbiert (abgegeben) wird, ist eher begrenzt.

Insgesamt lässt sich also festhalten, dass die Speicherung von Wasserstoff mit technischen wie wirtschaftlichen Herausforderungen verbunden ist. Je nach der Menge des Wasserstoffs und der Distanz, über die der Energieträger transportiert werden muss, gibt es verschiedene Methoden, die jeweils ihre Vorteile und Nachteile haben.

Wasserstoff-Serie

Wasserstoff beflügelt die Träume der Energiewirtschaft. Doch warum eigentlich? Was macht das kleine Molekül für die Energiewende so bedeutsam? Unsere Blog-Serie klärt auf.

Kommentare

Keine Kommentare gefunden

Schreib uns deinen Kommentar!

Weitere Beiträge

So funktioniert Europas größte Flusswasserwärmepumpe

Mit einer Leistung von 150 Megawatt entsteht an unserem Standort in Köln-Niehl Europas größte Flusswasserwärmepumpe. Für eine klimaneutrale, zuverlässige und bezahlbare Wärmeversorgung in unserer Stadt ist diese Anlage von zentraler Bedeutung. Wie sie genau funktioniert und wann der Bau startet, erfahrt ihr hier.

weiterlesen
Bild
09Jan

Solarpark Köln: Im Süden, wo die Sonne scheint

Im Kölner Süden entsteht der größte Solarpark auf Stadtgebiet: eine Freiflächen-Photovoltaikanlage mit 10,5 Megawatt-Peak (MWp) Leistung, direkt an der A555. Wir nehmen euch mit auf die Baustelle in Rondorf und zeigen, wo überall in Köln gerade die Erneuerbaren Energien wachsen.

weiterlesen
Bild
09Sep

Individuell und fundiert: Unser Vertrieb bietet Energieeffizienz-Beratungen an

Der Beratungsbedarf zu verschiedenen Energiethemen ist hoch – auch bei den Kölner Hausbesitzenden und Gewerbetreibenden. Wir bieten daher Energieeffizienz-Beratungen für die Mitglieder des Kölner Haus- und Grundbesitzervereins an, und seit Kurzem auch für die Mitglieder der Kreishandwerkerschaft Köln. Im Interview spricht Vertriebsreferentin Iris Hasse mit uns über das Angebot.

weiterlesen
Bild
27Okt

Wärmepumpe in Köln: Euer Weg zur effizienten Heizung – einfach erklärt

Ihr denkt über eine Wärmepumpe in Köln nach, wisst aber nicht so recht, wo ihr anfangen sollt? Viele Kölnerinnen und Kölner stehen gerade vor genau dieser Entscheidung. Wir zeigen euch, worauf es ankommt und warum aufgrund der veränderten Förderung gerade jetzt der richtige Zeitpunkt für die Umstellung ist.

weiterlesen
Bild
16Jul

Rechenzentren im Rheinland: digitales Rückgrat der Region

Das Rheinland wird zur Digitalregion: Microsoft investiert Milliarden, NetCologne baut grüne Fassaden. Manuel Gerdsmeyer, Key Account Manager bei der RheinEnergie, erklärt, warum die Region ideale Bedingungen für Data Center bietet und wie sich deren enormer Energiehunger stillen lässt. 

weiterlesen
Bild
10Mär