Grüner Wasserstoff Bald flächendeckend an Tankstellen?

Das Innenleben des OSOD H2 Generators. Der blauen Quader dient der Kernentwicklung: ein Gasofen mit vier Rohrreaktoren, in denen der Chemcial-Looping-Prozess zur Wasserstoffproduktion abläuft.
Das Innenleben des OSOD H2 Generators. Der blauen Quader dient der Kernentwicklung: ein Gasofen mit vier Rohrreaktoren, in denen der Chemcial-Looping-Prozess zur Wasserstoffproduktion abläuft.

Wasserstoff-Forschende der TU Graz haben gemeinsam mit dem Grazer Start-Up Rouge H2 Engineering ein kostengünstiges Verfahren zur dezentralen Erzeugung von hochreinem Wasserstoff entwickelt.

Die Arbeitsgruppe Brennstoffzellen und Wasserstoffsysteme am Institut für Chemische Verfahrenstechnik und Umwelttechnik der TU Graz forscht daran, die Wasserstoffproduktion attraktiver zu machen. Im Rahmen des Forschungsprojektes HyStORM (Hydrogen Storage via Oxidation and Reduction of Metals) entwickelte das Teameine sogenannte »Chemical-Looping Hydrogen-Methode«, ein neues nachhaltiges und innovatives Verfahren zur dezentralen und klimaneutralen Wasserstofferzeugung.

Das im Vergleich zu bisherigen Anlagen eher kleine On-Site-On-Demand-System (OSOD) soll an Tankstellen und in Energieanlagen zum Einsatz kommen und die flächendeckenden Verfügbarkeit von nachhaltigem Wasserstoff unterstützen.

Funktionsweise des OSOD-Systems

OSOD ist ein Wasserstoffgenerator mit integrierter Speichervorrichtung in einem System. Die Wasserstofferzeugung erfolgt durch die Umwandlung von Biogas, Biomasse oder Erdgas zu einem Synthesegas. Die darin enthaltene Energie wird dann mithilfe eines Redox-Verfahrens (Reduktions-Oxidations-Verfahrens) in einem Metalloxid gespeichert, das vollkommen verlustfrei gelagert und gefahrlos transportiert werden kann. Die anschließende bedarfsorientierte Produktion des Wasserstoffs erfolgt durch die Zufuhr von Wasser in das System. Das eisenbasierte Material wird mit Dampf beschickt und hochreiner Wasserstoff wird freigesetzt.

Dieser Prozess macht das System auch für kleinere Anwendungen interessant, wie Wasserstoff-Forscher Sebastian Bock erklärt: »Derzeitige konventionelle Verfahren zur Wasserstofferzeugung aus Biogas oder vergaster Biomasse benötigen aufwendige und kostenintensive Gasreinigungsverfahren wie beispielsweise die Druckwechsel-Adsorption – ein Trennverfahren, bei dem der Wasserstoff in mehreren Schritten aus dem Gasgemisch isoliert wird.«

Nach Bedarf skalierbar und flexibel

Das alte Verfahren funktioniert in großem Maßstab sehr gut, ist aber schlecht auf kleinere, dezentrale Anlagen skalierbar. Das neue System der TU Graz erzeugt durch den Redox-Zyklus auf Wasserdampfbasis nur hochreinen Wasserstoff, der Gasreinigungsschritt wird damit überflüssig. Deshalb ist das OSOD-System beliebig skalierbar und eignet sich insbesondere für dezentrale Anwendungen mit geringen Einspeisungsraten in Labors sowie für kleinere industrielle Systeme, aber auch für größere Einheiten wie Wasserstofftankstellen oder Biogasanlagen zur Wasserstofferzeugung.

Der Vertriebspartner RGH2 verweist auf einen weiteren Vorteil der neuen Technologie: Das OSOD-System kann bei geringer Nachfrage in den Standby-Modus wechseln und die Wasserstoffproduktion jederzeit bei Bedarf wieder aufnehmen. Diese bedarfsorientierte Freisetzung und der integrierte Speicher sind bisher einzigartig.