Motivation
Wasserstoff ist einer der wichtigsten Energieträger der Zukunft. Dessen Herstellung aus „grünem Strom“ eröffnet eine Vielzahl von Möglichkeiten der Energiespeicherung und der Dekarbonisierung der Energieversorgung im industriellen, gewerblichen und privaten Bereich einschließlich der Mobilität. Der Transport und auch die Speicherung von Wasserstoff kann sehr volumeneffizient als Gas unter hohem Druck erfolgen, dazu ist jedoch eine energieintensive mechanische Kompression erforderlich, die einen nicht unerheblichen Teil des Energieinhaltes des Wasserstoffes verbrauchen kann. Thermische Kompressoren nutzen dagegen im Idealfall Abwärme statt mechanischer Arbeit zur Kompression und benötigen damit keine Primärenergie.
Ziele
Das Projekt setzt sich die Entwicklung eines thermochemischen Wasserstoff-Kompressors im Technikumsmaßstab zum Ziel, der beim Projektpartner Fraunhofer Hydrogen Lab in Görlitz errichtet und getestet werden soll. Dabei werden Arbeitsergebnisse im Labormaßstab von der Abteilung Wasserstofftechnologie des Fraunhofer IFAM Dresden als Grundlage genutzt. Das Verfahren basiert auf der Reaktion eines Metalls mit Wasserstoff zu einem Metallhydrid. Dabei läuft zunächst die Hinreaktion unter Wasserstoffverbrauch bei niedrigen Drücken und Temperaturen ab. Durch eine Temperaturerhöhung mit Hilfe von Abwärme erfolgt die Rückreaktion dann so, dass Wasserstoff bei höheren Drücken – also komprimiert – wieder freigesetzt wird. Ein kontinuierlich-zyklisch ablaufender Prozess dieser Art stellt die Grundlage für die thermische Wasserstoff-Kompression dar.
Methoden
Zur Erreichung einer kurzen Zykluszeit und damit eines hohen Wasserstoff-Massestroms bei der Kompression muss neben dem Stoff- auch der Wärmetransport optimiert werden. An der Hochschule Zittau/Görlitz erfolgt neben einer Analyse nutzbarer Abwärmequellen in Unternehmen der Region vor allem die Optimierung der Wärmeübertragung zwischen geeigneten Wärmequellen und -senken und der Oberfläche des Kompressorbehälters, der die Reaktanden enthält. Dazu sollen sowohl empirische als auch experimentelle und numerische Methoden eingesetzt werden.
Ergebnisse
Zum jetzigen Zeitpunkt sind noch keine Projektergebnisse verfügbar.
