Die Zukunft der Grün- und Wasserstoffenergie ist untrennbar mit der Anreicherung von Wasserstoff zur weiteren Verwendung in Brennstoffzellen im Verkehr, in der Industrie und im Alltag verbunden. Am sichersten und einfachsten ist es, Wasserstoff unter Druck in Flaschen zu pumpen, ein hoher volumetrischer Gasgehalt kann jedoch nicht erreicht werden. Eine Alternative ist die Speicherung von Wasserstoff in Form von Metallhydriden, jedoch gab es hier eine Reihe von bisher ungelösten Problemen. Amerikanische Wissenschaftler haben einen Weg gefunden, sie zu lösen.
Die Anreicherung von Wasserstoff in Form von Metallverbindungen (Hydriden) ist für die Sicherheit und Lagerfähigkeit in der Festphase (in gebundenem Zustand) günstig. Technologien zur Freisetzung von Wasserstoff aus einem solchen Zustand sind seit langem entwickelt worden, allerdings ist das Verfahren im Allgemeinen etwas teurer als die Speicherung von Wasserstoff in der Gas- und ggf. in der Flüssigphase. Auch die Hydridspeicherform ging mit einem deutlichen Abbau der Substanz zum Binden und recht hohen Drücken beim Pumpen von Wasserstoff in die Speichertanks einher. Wissenschaftler zweier nationaler US-Laboratorien haben versucht, die Nachteile von Hydriden als Wasserstoffspeicher zu beseitigen und waren damit erfolgreich.
Forscher des Livermore National Laboratory. Lawrence LLNL und Sandia National Laboratories (SNL) haben einen Weg gefunden, die Bedingungen für die Bindung von Wasserstoff an metallisches Aluminium und dessen Umwandlung in Aluminiumhydrid deutlich zu mildern. Unter normalen Bedingungen erfordert dies die Aufrechterhaltung eines Drucks von über 6900 Atmosphären. Das neue nanostrukturierte Gerüst des Materials mit vielen Nanoporen ermöglichte es, das Hydrid bei einem Druck von nur 690 Atmosphären (700 bar) zu regenerieren. Solche Drücke sind in kommerziellen Wasserstofftankstellen leicht erreichbar, obwohl für eine schnelle Betankung weitere Forschungen erforderlich sind.
Aluminiumhydrid hat eine doppelt so hohe Schüttdichte von Wasserstoff wie flüssiger Wasserstoff und ein Vielfaches der Speicherung in der Gasphase. Die von amerikanischen Wissenschaftlern vorgeschlagenen Technologien könnten schließlich zur Entstehung von Festkörper-Wasserstoffbatterien führen, die nicht schwieriger zu betreiben sein werden als herkömmliche.
2021-10-29 16:08:15
Autor: Vitalii Babkin