Strom aus erneuerbaren Energien in Form von grünem Wasserstoff speichern, bis er benötigt und transportiert wird: Im Forschungsprojekt "Metha-Cycle" soll nun ein weitgehend geschlossener Kreislauf entwickelt werden, in dem das möglich ist, teilte der Förderer des Projektes – das Bundeswirtschaftsministerium – mit.
Dazu nutzt das Entwicklerteam ein bereits bewährtes Prinzip: die Umwandlung von Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid (CO2) zu Methanol mit Hilfe eines Katalysators. In diesem könnte sich der grüne Wasserstoff sicher über die bereits existierende Infrastruktur für Benzin oder Diesel transportieren oder über längere Zeiträume speichern lassen.
Energieniveau bleibt ungefähr gleich
Wird die so gespeicherte Energie wieder benötigt, kann aus dem Methanol in einem zweiten Schritt Wasserstoff gewonnen und direkt wieder in Strom umgewandelt werden. Nach Untersuchungen des Forschungsteams könnte mit der Metha-Cycle-Technologie ähnlich viel Energie nutzbar gemacht werden, wie mit reinem Wasserstoff.
"Bei Metha-Cycle kommt der Ausgangsstoff für das Methanol – Kohlenstoffdioxid – aus Abgasen der Industrie oder aus Biogasanlagen. So wird bei der Methanol-Herstellung kein zusätzliches CO2 freigesetzt. Im Gegenteil, CO2 wird aus diesen Abgasen entnommen und gebunden", erklärt Marco Haumann von der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg.
Recycling von CO2
Mit einem speziell für Metha-Cycle entwickelten Niedrigtemperaturkatalysator wird das Methanol wieder in Wasserstoff und CO2 aufgespalten. Ein solcher Katalysator benötige eine geringere Temperatur und weniger Energie als herkömmliche Modelle, erläutern die Wissenschaftler.
In einem ebenfalls speziell für Metha-Cycle entwickelten Brennstoffzellensystem werde der Wasserstoff schließlich wieder in elektrische Energie umgewandelt. "Das Kohlendioxid dient somit als Transportmedium für den Wasserstoff und kann bei Bedarf auch beliebig oft recycelt werden", erörtert Henrik Junge, Koordinator des Metha-Cycle-Projekts.
Bisher erfolgreiche Testläufe
Mit dem Testlauf seines Demonstrators ist das Forscherteam mehr als zufrieden. Er sei sehr energieeffizient, denn die Forscher nutzen die Wärmeenergie, die bei der Umwandlung von Wasserstoff in elektrischen Strom in der Brennstoffzelle entsteht, wieder um Wasserstoff zu erzeugen.
Der dafür installierte Katalysator hat einen entscheidenden Vorteil: "Unsere Feststoffkatalysatoren arbeiten sehr selektiv und setzen nur geringe Mengen Kohlenmonoxid frei", so Haumann. Dadurch werde die Brennstoffzelle geschont und ihre Lebensdauer verlängert. Bevor das Metha-Cycle-System zum Einsatz kommen kann, muss der 500 Stunden dauernde Testlauf noch erfolgreich beendet und ausgewertet werden.
Erste Anwendungsmöglichkeiten aufgezeigt
Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten für die neue Technologie hat das Forscherteam schon jetzt im Blick: "Als Container-Lösung könnte unser System beispielsweise auf Bauernhöfen oder in kleineren Betrieben eingesetzt werden, die großflächig Photovoltaik- oder Windenergieanlagen auf ihrem Grundstück betreiben", ist Haumann sicher.
Werde mehr Strom erzeugt als benötigt, lasse sich diese Energie in Form von Methanol in großen Tanks speichern und könne bei Bedarf wieder in Strom verwandelt werden. Das erhöht den Eigenverbrauch und senkt insgesamt die Stromkosten. Auch die Verteilnetze würden so entlastet. (ab)
