LOHC-Wasserstoffspeicher nutzen flüssige Wasserstoffträgermedien, mit deren Hilfe Wasserstoff bei Umgebungstemperatur gespeichert und transportiert werden kann.
Die Vorteile von LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carrier) liegen darin, dass die Speicherung von Wasserstoff bei hoher Energiedichte erfolgt und die bereits bestehende Verteilinfrastruktur von Flüssigtreibstoffen nutzbar ist. Dadurch stellt LOHC eine weitere Möglichkeit zur effizienten Wasserstoffspeicherung dar, die das Wasserstoffvolumen reduziert und den Wasserstoff sicher speichert.
Funktionsweise der LOHC-Wasserstoffspeicher
Durch eine exotherme Reaktion (Hydrierung) wird Wasserstoff über einen Katalysator chemisch an flüssige, organische Wasserstoffträger gebunden. Bei dem Trägermedium handelt es sich um eine Kohlenstoffverbindung auf Erdölbasis wie z.B. Dibenzyltoluol.
Der Wasserstoff wird mit dem LOHC-Trägermedium unter Umgebungstemperatur und Umgebungsdruck in entsprechenden Tanks gelagert. Mithilfe von Wärme kann der gebundene Wasserstoff in einer endothermen, katalytischen Reaktion (Dehydrierung) wieder freigesetzt werden. Die organische Trägerflüssigkeit wird während des Hydrier- und Dehydrierprozesses nicht verbraucht und lässt sich sehr oft wiederverwenden. 1,2
Einsatzmöglichkeiten
Anwendung finden LOHC-Wasserstoffspeicher unter anderem als stationäre, dezentrale Stromspeicher oder auch in der mobilen Wasserstoffspeicherung. Dabei wird z.B. Wasserstoff aus der Elektrolyse an entsprechenden Orten eingespeichert und dann zu den jeweiligen Verbrauchsorten wie z.B. Wasserstofftankstellen oder der chemischen Industrie transportiert.1
Durch die containerbasierte Anlagenbauweise des Systems liegt der Fokus im Mobilitätsbereich zunächst beim Einsatz in sehr großen Fahrzeugen wie z.B. Zügen oder Schiffen. 3
Stand der Technik
Die LOHC-Trägermaterialien werden derzeit noch aus fossilen Energieträgern gewonnen, können jedoch zukünftig synthetisch hergestellt werden. Das Trägermedium Dibenzyltoluol wird als gewässergefährdend eingestuft, da der biologische Abbau nur schwer erfolgt. Das Medium gilt hingegen nicht als Gefahrstoff und darf aus diesem Grund in unbegrenzter Menge gespeichert und transportiert werden. Zu den größten Herausforderungen der LOHC-Speichertechnologie gehört die Langzeitstabilität der technischen Komponenten. Zudem müssen rechtliche Rahmenbedingungen geschaffen werden, damit die Wirtschaftlichkeit der Technologie in Zukunft sichergestellt werden kann. 1,2
Zusammenfassung und Ausblick
Insgesamt stellen LOHC-Wasserstoffspeicher eine effiziente Möglichkeit der Speicherung und des Transports dar. Die potenzielle Nutzung der bestehenden Kraftstoffinfrastruktur und die damit verbundene Vereinfachung der Wasserstofflogistik ist ein großer Vorteil. Energiespeichersysteme sind im Kontext der Energiewende und besonders bei der Kopplung der Sektoren unentbehrlich. Damit die LOHC-Technologie zur Speicherung von Wasserstoff eine tragende Rolle spielen kann, besteht jedoch weiterhin Entwicklungsbedarf.
Wir beraten Sie gerne ausführlich zum Thema LOHC-Wasserstoffspeicher:
Für weitere Fragen des Monats und Rückmeldungen stehen wir gerne zur Verfügung:
1 Sterner & Stadler (2017). Energiespeicher – Bedarf, Technologien, Integration. Springer Berlin, Heidelberg
2 Energie Campus Nürnberg (2021). Wasserstoffspeicher. Abgerufen am 13.01.2021, von https://www.encn.de/forschung/energiespeicher/wasserstoffspeicher/
3 ntv (2019). Superspeicher für Wasserstoff: LOHC soll Energiewende retten. Abgerufen am 13.01.2021, von https://www.n-tv.de/wissen/LOHC-soll-Energiewende-retten-article20974248.html