Chemische und physikalische Lösungen für die Speicherung von Wasserstoff

Graphical Abstract

Der Stoff, aus dem die Träume sind: Wasserstoff hat ein großes Potenzial als Energieträger, seine Speicherung gestaltet sich allerdings schwierig. Löst man das Problem der Speicherung von Wasserstoff an Bord eines brennstoffzellenbetriebenen Autos, sollten sich auch die anderen Probleme einer Wasserstoffinfrastruktur bewältigen lassen. Im Bild sind Gewicht und Volumen verschiedener Treibstoffe und Tanksysteme für Fahrzeuge mit 500 km Reichweite verglichen.

Abstract

Wasserstoff ist ein vielversprechender Energieträger für zukünftige Energiesysteme, allerdings ist seine Speicherung eine große Herausforderung, besonders beim Einsatz in Fahrzeugen mit Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellen. Verschiedene Methoden der Wasserstoffspeicherung werden diskutiert, einschließlich der Hochdruck- und Flüssigwasserstoffspeicherung, der Speicherung durch Adsorption an Materialien mit großen Oberflächen, der chemischen Speicherung in Metallhydriden und komplexen Hydriden oder der Speicherung in Borwasserstoffverbindungen. Für die letzteren Lösungen sind sowohl reversible Methoden als auch die hydrolytische Freisetzung des Wasserstoffs mit späterer Wiederaufbereitung möglich. Ebenso ist die Reformierung von flüssigen, wasserstoffhaltigen Verbindungen ein möglicher Weg zur Wasserstofferzeugung. Die Vor- und Nachteile der verschiedenen Systeme werden einander gegenübergestellt.