Etwas eng geht es schon zu, wenn man den weißen Stahlcontainer am Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB in Erlangen betritt. Denn der Innenraum ist vollgepackt mit Technik. Auf kleinstem Raum wird hier ein neues Verfahren erforscht, mit dem elektrische Energie effektiv gespeichert werden kann.
Hintergrund des Ganzen: Erneuerbare Energien wie Photovoltaik oder Windkraft liefern keine konstante Strommenge, sondern diese schwankt je nach Wetter. Um die Stromnetze zu entlasten und momentan überschüssigen Strom nicht zu vergeuden, suchen Forscher daher nach Möglichkeiten, Überschüsse zu speichern – und dies möglichst effektiv und ohne große Verluste. Dies ist beispielsweise durch Pumpspeicherkraftwerke möglich, die aber viel Platz und ein entsprechendes Gefälle benötigen.
Chemische Speicher als Kompaktlösung
Eine andere, platzsparendere Lösung wären chemische Energiespeicher. Bei diesen wird der von Wind oder Sonnenkraft erzeugte Strom vorübergehend in chemische Energie umgewandelt und so gespeichert. Benötigt man dann wieder Strom, wird durch eine elektrochemische Reaktion beispielsweise in einer Brennstoffzelle diese gespeicherte Energie wieder in Elektrizität umgewandelt.
Eine solche Kompaktanlage haben nun die Wissenschaftler am Fraunhofer-IISB in Erlangen konstruiert. Sie ermöglicht das Speichern und wieder Freisetzen elektrischer Energie auf Basis eines flüssigen Wasserstoffträgers. Das Grundkonzept: Mit dem überschüssigen Strom wird Wasserstoff erzeugt, der dann in einem organischen Trägerstoff sicher und kompakt – auch über längere Zeiträume – gespeichert. Für die spätere Nutzung kann der Wasserstoff wieder aus dem Trägerstoff freigesetzt und mit einer Brennstoffzelle in elektrische Energie umgewandelt werden.
Ein spezieller Trägerstoff machts möglich
Der Clou der neuen Anlage ist der zur Wasserstoffspeicherung verwendete flüssige Trägerstoff – in der Fachsprache als LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carrier) bezeichnet. Dieser Trägerstoff wird in der Industrie schon seit längerem als Thermoöl für die Beheizung und Kühlung von Prozessen eingesetzt. Die Erlanger Forscher sehen in dieser Technologie jedoch auch ein großes Potenzial für die Energiespeicherung. Denn der flüssige Trägerstoff nimmt über eine chemische Reaktion große Mengen an elektrolytisch erzeugtem Wasserstoff auf und kann sie später wieder abgeben.
Ein großer Vorteil dabei: Der Trägerstoff kann unter üblichen Umgebungsbedingungen sicher gelagert werden – anders als bei anderen Wasserstoffspeichertechnologien, die meist hohe Drücke oder sehr tiefe Temperaturen benötigen. Ein weiterer Vorteil: Der LOHC ermöglicht die wiederholte Einspeicherung und Freisetzung von Energie in einem geschlossenen Kreislaufprozess. Im Gegensatz zu fossilen Kraftstoffen wird das LOHC dabei nicht verbraucht, sondern kann immer wieder mit Wasserstoff be- und entladen werden.
