Antrieb der Zukunft – Wasserstoff aus der Tube?

Antrieb der Zukunft – Wasserstoff aus der Tube?
POWERPASTE © Fraunhofer IFAM

Antrieb der Zukunft – Wasserstoff aus der Tube?

Wasserstoff gilt als der Hoffnungsträger für CO2-neutralen Antrieb. Erste Wasserstoff-Autos fahren beretis über deutsche Straßen. Doch ist das Gas in den Drucktanks zum Beispiel für E-Scooter nicht geeignet. Ein Forscherteam am Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Dresden hat daher eine POWERPASTE entwickelt, die auf Magnesiumhydrid basiert.

Bereits 2019 hat Bundeswirtschaftsminister Peter Altmaier verkündet: „Wir wollen, dass Deutschland bei den Wasserstofftechnologien die Nummer 1 in der Welt wird“ und seit dem vorigem Jahr hat Deutschland ja nun auch eine Wasserstoffstrategie. Doch trotz allem setzt die Autoindustrie erst einmal auf E-Mobilität und das flüchtige Gas hat ja auch so seine Tücken. Üblicherweise wird Wasserstoff mit 700-fachem Atmosphärendruck in die Drucktanks der Fahrzeuge gepresst. Von dort aus strömt es in eine Brennstoffzelle, wo es zu Strom umgewandelt wird. Der Strom wiederum speist einen Elektromotor, der das Fahrzeug antreibt.

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TRL5-Demonstrator eines Stromgenerators mit eingelegter POWERPASTE-Kartusche und 100 W-PEM-Brennstoffzelle. © Fraunhofer IFAM

Doch für Kleinfahrzeuge wie E-Scooter, Roller und Co. ist das völlig ungeeignet: Der Druckstoß beim Tanken wäre zu groß. Also was tun? Forschende am Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Dresden haben eine Wasserstoff-Lösung entwickelt, die wie geschaffen ist für Kleinfahrzeuge: Die POWERPASTE. „Mit POWERPASTE lässt sich Wasserstoff bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck chemisch speichern und bedarfsgerecht wieder freisetzen“, konkretisiert Dr. Marcus Vogt, Wissenschaftler am Fraunhofer IFAM.

Das ist auch dann unkritisch, wenn der Roller bei sommerlicher Hitze stundenlang in der Sonne steht, denn die POWERPASTE zersetzt sich erst oberhalb von etwa 250 Grad Celsius. Statt zu tanken, wechselt der Roller-Fahrer einfach eine Kartusche und füllt zusätzlich Leitungswasser in seinen Wassertank. Das kann er bequem zuhause oder auch unterwegs erledigen. Durch den Kontakt der Paste mit dem Wasser entsteht gasförmiger Wasserstoff. Der Clou: Nur die Hälfte des Wasserstoffs stammt aus der POWERPASTE, die andere Hälfe liefert das Wasser zu.

„Die Energiespeicherdichte der POWERPASTE ist daher enorm: Sie ist wesentlich höher als bei einem 700 bar-Drucktank. Verglichen mit Batterien hat sie sogar die zehnfache Energiespeicherdichte“, freut sich Vogt. Für den Fahrer heißt das: Er erzielt mit der POWERPASTE eine ähnliche Reichweite wie mit der gleichen Menge Benzin, wenn nicht sogar eine größere. Auch beim Reichweitenvergleich mit auf 700 bar komprimiertem Wasserstoff schneidet die POWERPASTE besser ab.

Zukünftig kann der Verkauf der POWERPASTE auch in kleinen Dosen durch Tankstellen erfolgenn. Bei größerem Bedarf ist dank der Fließfähigkeit der Paste auch ein Verkauf aus dem Fass heraus oder über eine Pumpanlage möglich. Der Aufwand soll in jedem Fall geringer und vor allem kostengünstiger sein als bei einer konventionellen Wasserstofftankstelle. Langfristig könnte die Paste daher nach Einschätzung der Wissenschaftler auch für Pkw oder Flugdrohnen interessant werden. (Quelle: IFAM)

Forschung Kompakt Februar 2021 – Wasserstoffantriebe für E-Scooter und Co. [ PDF  0,31 MB ] 

hjo

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