Logistik- und Infrastrukturkonzept für ein flüssiges Wasserstoffspeichermedium : unter Berücksichtigung technologischer und wirtschaftlicher Einflussparameter

Abstract

Mobilität ist eine wichtige Voraussetzung für das Funktionieren einer Volkswirtschaft und Grundbedürfnis einer modernen und wachsenden Wohlstandsgesellschaft. Aus dieser Grundlage resultiert eine stetige Zunahme der Güter- und Personenbeförderung. Der Anstieg des Verkehrsaufkommens ist um ein Vielfaches größer als das Wachstum der Weltbevölkerung. Verantwortlich dafür zeigt sich insbesondere die rasante wirtschaftliche Entwicklung der großen Volkswirtschaften in Asien und Südamerika. Diese lassen den Energiebedarf pro Person überproportional steigen.<br />Der motorisierte Individualverkehr bedarf vorwiegend der Verwendung von fossilen Energieträgern. Raffiniert aus Erdöl, sind Benzin und Diesel jene Kraftstoffe, die seit mehr als hundert Jahren die Energie am Fahrzeug bereitstellen. Die zeitliche Verfügbarkeit, die Klimaproblematik sowie die gesundheitsschädliche Wirkung von lokalen Schadstoffemissionen, stellen die weitere Nutzung von erdölbasierten Kraftstoffen in Frage. Der elektrische Antrieb bietet dabei in vielerlei Hinsicht eine Alternative. Elektrische Energie kann aus regenerativen Energiequellen gewonnen werden und in Form von Wasserstoff im Fahrzeug gespeichert werden. Der zuvor durch Elektrolyse erzeugte Wasserstoff kann in einer Brennstoffzelle wieder in Strom gewandelt und zum Antrieb eines Elektromotors verwendet werden. Essentiell für die Diffusion von brennstoffzellenbetriebenen Fahrzeugen ist die Speicherung und Bereitstellung von Wasserstoff als Kraftstoff.<br />Ein vorrangiges Ziel ist dabei die Entwicklung eines Verfahrens zur Wasserstoffspeicherung unter Umgebungsbedingungen. Als vielversprechende Möglichkeit wird die Speicherung von Wasserstoff in Ionischen Flüssigkeiten identifiziert. Bei Ionische Flüssigkeiten handelt es sich um Salze, die bereits bei Umgebungstemperaturen flüssig sind. Ihre außergewöhnlichen Eigenschaften ermöglichen eine sichere, drucklose und verlustfreie Speicherung. Der technisch schwierige Aufbau und die hohen Verluste konventioneller Wasserstoffketten stellen Barrieren in der Entwicklung einer flächendeckenden Wasserstoffinfrastruktur dar. Für die Speicherung bzw.<br />den Transport von Wasserstoff in Ionischen Flüssigkeiten könnte zum Teil bereits bestehende Infrastruktur genutzt werden. Neben technischen und ökonomischen Aspekten, werden verschiedene Wasserstoffketten hinsichtlich ihrer Energiebilanz analysiert und miteinander verglichen.