Wasserstoff als Schlüsseltechnologie
Wasserstoff ist eine der Schlüsseltechnologien für das Energiesystem der Zukunft. Denn durch seine vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten bietet er die Chance, unseren CO2-Ausstoß nachhaltig zu reduzieren. Drängenden Fragen rund um den Wasserstoff widmet sich das Zentrum für BrennstoffzellenTechnik (ZBT) in Duisburg. Das ZBT ist sowohl ein in zahlreiche Forschungsprojekte eingebundener Projektpartner als auch ein Ansprechpartner für Projektkonsortien, die zu Wasserstoffthemen forschen und entwickeln. Schwerpunkte sind zum Beispiel die großtechnische Elektrolyse (die benötigt wird, um die erforderlichen Mengen an Wasserstoff herzustellen), die Entwicklung und Verbesserung von Wasserstoff-betriebenen Fahrzeugen sowie das Netz von Wasserstoff-Tankstellen.
Mit Hochdruck ins Wasserstoff-Zeitalter starten
Bei der Betankung mit Wasserstoff ist Druck ein wichtiger Faktor. Der Druck der Luft um uns herum beträgt im Normalfall und auf Meeresspiegelniveau 1 bar. In den Tanks von Wasserstoff-Tankstellen für PKW herrscht ein ganz anderer Druck: Das Gas wird mit 700 bar zusammengedrückt und so auf ein kleines Volumen komprimiert. Auch die Temperatur liegt mit -40 °C viel tiefer als die Lufttemperatur in unseren Gefilden. Durch den hohen Druck und die niedrige Temperatur passt vergleichsweise viel Wasserstoff in einen vergleichsweise kleinen PKW-Tank – wodurch mit nur einer Tankfüllung lange Strecken gefahren werden können. Soweit der Vorteil des hohen Drucks. Nachteilig ist, dass viel Energie benötigt wird, um den Druck von 700 bar überhaupt aufzubauen. Für die Betankung von Bussen hat man sich daher auf einen Druck von 350 bar geeinigt. Für Tankstellen sind also Wasserstoffspeicher auf verschiedenen Druckniveaus vorgesehen, für die es neben theoretischen Betrachtungen auch praxisnahe Experimente erfordert. Solche Experimente können zum Beispiel auf dem Wasserstofftestfeld des ZBT durchgeführt werden. Dort steht außerdem eine mobile Befülleinheit zur Verfügung – quasi eine mobile Tankstelle – die Anlagen und Fahrzeuge fernab von Versorgungsnetzen mit Wasserstoff betanken kann.
Auch die Reinheit des Wasserstoffs ist wichtig: Schon ein einziges Schadstoffmolekül auf 10 Millionen Wasserstoffmoleküle kann die Leistung von Wasserstoff-betriebenen Brennstoffzellen beeinträchtigen. Das ZBT arbeitet daher zusammen mit Kooperationspartnern an einer analytischen Methode, die Schadstoffe in dieser geringen Konzentration nachweisen kann. Auch an der Entwicklung geeigneter Fahrzeuge und Fahrzeugkomponenten ist das ZBT beteiligt.
Weiterhin ist eine enge Kooperation zwischen Industrie und Akademie entlang der gesamten Wertschöpfungskette von Batterien ausschlaggebend, um eine zügige Überführung von Forschungsergebnissen in die Anwendung zu erzielen. Die erfolgreiche Bewerbung Nordrhein-Westfalens um den Standort der „Forschungsfertigung Batteriezelle“ in Münster, der im Rahmen einer Ausschreibung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung vergeben wurde, schafft vielversprechende Voraussetzung zur Erreichung dieses Ziels. Mit der neuen Batterieforschungsfabrik wird der Transfer von neuen Batteriekonzepten und Produktionsverfahren in die Praxis einen erheblichen Aufschub erfahren.
Förderpolitischer Rahmen
Die Johannes-Rau-Forschungsgemeinschaft (JRF) des Landes Nordrhein-Westfalen ist eine Dachorganisation für 15 landesgeförderte, außeruniversitäre Forschungseinrichtungen. Sie ist damit ein Beispiel für die institutionelle Forschungsförderung des Landes. Voraussetzung für eine Mitgliedschaft ist herausragende und visionäre Forschung an Zukunftsthemen. Das Zentrum für BrennstoffzellenTechnik ist Mitglied der JRF und trägt mit seiner Arbeit wesentlich zur erfolgreichen Umsetzung der Klimaschutzziele bei.
Zur JRF-WebsiteStand: Dezember 2020
