StoRelH2 - Storage / Release H2

Effiziente und kostengünstige Wasserstoffversorgung mit flüssigen organischen Wasserstoffträgern

Laufzeit: 01/2021 - 12/2023
Auftraggeber / Zuwendungsgeber:
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Kooperationspartner: Assozierter Partner: Yeda Research and Development (Technologietransfer des Weizmann Institute of Science, Israel)
Projektfokus:
Speicherung und Transport von grünem Wasserstoff
© Fraunhofer ISE
Speicherung und Transport von grünem Wasserstoff mittels LOHC-Technologie.
Scale-up der LOHC-Technologie von Fraunhofer/Yeda
© Fraunhofer ISE
Scale-up der LOHC-Technologie von Fraunhofer/Yeda.

Wasserstoff ist ein sauberer und vielseitiger Energieträger, der einen zentralen Bestandteil darstellt zur Erreichung der strategischen Treibhausgas-Ziele in den Bereichen Mobilität, den wichtigsten Industriesektoren und die Integration und Nutzung Erneuerbarer Energien im großen Maßstab. Allerdings sind sowohl Wasserstoffspeicherung, als auch -transport aufgrund der physikalischen Eigenschaften von Wasserstoff (explosiv, eine geringe volumetrische Energiedichte) technisch herausfordernd und teuer. In diesem Zusammenhang wird im Projekt »StoRelH2« eine neuartige Liquid Organic Hydrogen Carrier (LOHC)-Technologie entwickelt, die einen sicheren, effizienten, kostengünstigen und einfach zu handhabenden Wasserstofftransport und -speicherung ermöglicht. Unser Fokus ist es, den Energieaufwand für die H2-Einspeicherung sowie dessen ‑Freisetzung am Zielort um mehr als 25 % zu reduzieren und damit das Potenzial zur Senkung der H2-Bereitstellungskosten aufzuzeigen.

Das Projekt »StoRelH2« zielt darauf ab, das Temperaturniveau (≤ 150 °C) der Dehydrierung (H2-Freisetzungsprozess) und somit den Energiebedarf der LOHC-Kette deutlich zu reduzieren. Das Konzept hierfür soll in einem technisch relevanten Maßstab umgesetzt und demonstriert werden. Die am Fraunhofer ISE untersuchte, neuartige liquid-to-liquid LOHC-Technologie basiert auf N-Heterozyklen in einem breiten Flüssigkeitsbereich. Aufgrund der niedrigen Dehydrierungstemperatur und der hohen H2-Freisetzungsrate hat diese Technologie den Vorteil, den Energiebedarf deutlich zu reduzieren (≥ 25%) und bietet gleichzeitig die Möglichkeit, kostenlose Abwärme und erneuerbare Wärme (z.B. Solarthermie) einzusetzen, ohne einen nennenswerten Anteil des eingespeicherten Wasserstoffs zu verbrauchen. Die Implementierung eines innovativen Reaktordesigns, eines thermischen Managementsystems und maßgeschneiderter heterogener Katalysatoren verspricht die effiziente Umsetzung der technischen und (vor-)kommerziellen Ziele des Projekts. Die Demonstrationsanlage, mit einem TRL von 4-5, wird kontinuierlich unter milden Bedingungen betrieben, wobei ein Katalysator sowohl für die Hydrierung als auch für die Dehydrierung verwendet wird. Ein umfassendes Life-Cycle-Assessment (LCA) sowie eine techno-ökonomische Analyse (TEA) ergänzen das »StoRelH2«-Projekt, um das LOHC-System aus ökonomischer und ökologischer Sicht zu analysieren und an den relevanten Schnittstellen optimieren zu können. Dies ermöglicht auch einen Vergleich der erreichten Effizienzen mit anderen H2-Transport- und Speichertechnologien.  

Weitere Informationen zu diesem Forschungsthema:

Geschäftsfeldthema

Thermochemische Prozesse

Geschäftsfeld

Wasserstofftechnologien und Elektrische Energiespeicher