Vergleich verschiedener Methoden zur Speicherung von Wasserstoff

Abstract

Aus Umweltsicht hat der Einsatz von Wasserstoff als kohlenstofffreier Energieträger durchaus seine Vorteile und wird bei der zukünftigen Energieversorgung eine zentrale Rolle spielen. Angesichts des global steigenden Energiebedarfs und der begrenzten Verfügbarkeit fossiler Rohstoffe, sowie steigender Umweltbelastung durch die Emission von Schadstoffen macht es durchaus Sinn sich mit Wasserstoff als mögliche Alternative zu befassen. Wasserstoff kann mithilfe der Elektolyse und erneuerbaren Energiequellen wie Wasserkraft, Windenergie und Sonnenenergie praktisch emissionsfrei hergestellt werden und besitzt somit auch das Potenzial ein großer Energiespeicher zu sein. Neben der Herausforderung Wasserstoff energieeffizient herzustellen, wird die Speicherung und Verteilung von Wasserstoff eine wichtige Rolle spielen. Wasserstoff lässt sich auf vielerlei Weisen speichern. Durch seine geringe volumetrische Dichte bei Standardbedingungen unterscheidet sich der Umgang mit Wasserstoff von den bisher genützten Energieträgern. Die volumetrische Energiedichte von Wasserstoff ist bei Atmosphärendruck und Raumtemperatur so gering, dass es auf jeden Fall notwendig ist diese Energiedichte durch Drucksteigerung, Verflüssigung oder durch chemische oder physikalische Bindung an einen anderen Stoff zu erhöhen. In dieser Arbeit werden, aufbauend auf literaturbekannten Daten, verschiedene bestehende sowie potentielle Speichertechnologien von Wasserstoff vorgestellt und teilweise je nach Anwendungsbereich miteinander verglichen.

From an environmental point of view, the use of hydrogen as a carbon-free energy source certainly has its advantages and will play a central role in future energy supply. In view of the globally rising energy demand and the limited availability of fossil ressources, as well as increasing environmental pollution caused by the emission of pollutants, it makes perfect sense to consider hydrogen as a possible alternative. Hydrogen can be produced virtually emission-free with the help of electrolysis and renewable energy sources such as hydropower, wind energy and solar power, and thus has the potential to be a major energy store. In addition to the challenge of producing hydrogen in an energy-efficient manner, the storage and distribution of hydrogen will play an important role. Hydrogen can be stored in many ways. Due to its low volumetric density under standard conditions, the handling of hydrogen differs from the previously used energy sources. The volumetric energy density of hydrogen at atmospheric pressure and room temperature is so low that it is in any cas necessary to increase this energy density by increasing the pressure, liquefying or by chemical or physical bonding to another substance. In this work, based on data known from the literature, various existing and potential storage technologies of hydrogen are presented and partly compared with each other depending on the field of application.