Metallhydrid als H2-Speicher fĂŒr alpines Wohnhaus

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Von Hydrogeit

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31. August 2021

Metallhydrid als H2-Speicher fĂŒr alpines Wohnhaus

Saisonale Speicherung von Wasserkraft

Knappenhaus mit H2green-Energieversorgung, © GKN
© GKN

Bislang erfolgt die Speicherung von Wasserstoff in der Regel in gasförmigem Aggregatzustand – sowohl im mobilen als auch im stationĂ€ren Sektor. Es gibt aber noch andere Möglichkeiten: So hat ein Firmenverbund in einem SĂŒdtiroler Wohnhaus dieselbe Technologie zur Anwendung gebracht, die auch in brennstoffzellenbetriebenen U-Booten eingesetzt wird: Metallhydridspeicher. Mit deren Hilfe wird im Rahmen eines Demonstrationsprojekts ein saisonaler Energietransfer von Wasserkraft vom Sommer in den Winter getestet.

Statt Wasserstoff bei hohem Druck (gaseous hydrogen, GH2) oder bei tiefen Temperaturen (liquid hydrogen, LH2) zu speichern, können die H2-MolekĂŒle auch in Metallverbindungen eingebunden werden. Die volumetrische Speicherdichte in derartigen Metallhydridspeichern ist – verglichen mit Druckgasflaschen – relativ hoch.

Im Knappenhaus in Prettau wurde 2019 ein 10-kW-Energiesystem mit solch einem Metallhydridspeicher eingebaut und seitdem erprobt. Wird das Metallhydrid mit Wasserstoff befĂŒllt, wird WĂ€rme freigesetzt (exotherm). Soll der Speicher H2-Gas abgeben, muss er erwĂ€rmt werden (endotherm), damit sich die MolekĂŒle aus der Gitterstruktur herauslösen. Die thermische Energie fĂŒr die Desorption (H2-Abgabe) wird dem Brennstoffzellensystem entnommen, um den gespeicherten Wasserstoff aus der Gitterstruktur des Metallhydrids zu desorbieren. ZusĂ€tzlich sind ein Holzpelletofen fĂŒr die WĂ€rmeversorgung sowie vier Lithiumeisenphosphat-Akkumulatoren mit rund 10 kWh SpeicherkapazitĂ€t fĂŒr die unterbrechungsfreie Stromversorgung installiert.

Das Knappenhaus im Ahrntal liegt auf 1.400 m Höhe und verfĂŒgt ĂŒber keinen öffentlichen Stromanschluss. Stattdessen wird das umfangreich sanierte und ausgebaute GebĂ€ude in den italienischen Alpen ĂŒber eine Pelton-Wasserturbine (8 kW) mit Energie versorgt. Da der Wasserzufluss aber frostbedingt im Winter geringer ist, gab es frĂŒher einen Ölgenerator, fĂŒr den eine Alternative gefunden werden sollte.

Mit dem 2019 realisierten Feststoffspeicher kann nun aus dem gereinigten Quellwasser mit dem Strom der Turbine per Elektrolyse Wasserstoff produziert und in den Metallpellets (Eisen-Titan-Legierung) eingelagert werden. Bei Bedarf – vor allem im Winter – kann die chemisch gespeicherte Energie dann mithilfe einer Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelle in Strom und WĂ€rme umgewandelt werden. Die kompakte Einheit ist auf rund 6 kW elektrische Leistung gedrosselt und liefert mit einem Wirkungsgrad von rund 50 Prozent Strom und WĂ€rme.


 Lesen Sie mehr in der aktuellen Ausgabe des HZwei

Quellenangabe:

2 Kommentare

  1. Joe Schmidt

    Die Frage dĂŒrfte vor allem sein, was das Demonstrationsprojekt kostet und was Alternativen kosten – bspw. ein grĂ¶ĂŸerer Akku+PV. Denn der Verweis auf den Einsatz in brennstoffzellenbetriebenen U-Booten ist nun nicht gerade ein Garant fĂŒr Wirtschaftlichkeit.
    Technisch ist Vieles möglich – Wirtschaftlichkeit ist aber die Bedingung fĂŒr eine breiten Einsatz in der Praxis.

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  2. Maximilian Fichtner

    Wie groß ist der Metallhydridspeicher, wieviele kg der Legierung werden gebraucht?

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