Kondensierter Wasserstoff auf glatten Oberflächen kann die Dichte von flüssigem Wasserstoff deutlich übersteigen – pv magazine International

6. September 2022Sergio Matalucci

Das Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme führte ein Team von Wissenschaftlern dazu, zu zeigen, dass Wasserstoff auf geordnetem mesoporösem Siliziumdioxid (KIT-6) bei einer Temperatur nahe dem H2-Siedepunkt (20,3 K, -423 F oder -252 C) kondensiert und eine superdichte Monoschicht erzeugt, die die Dichte übersteigt von flüssigem Wasserstoff um fast den Faktor drei. „Die Reduzierung der Betriebstemperatur eines Tanks für Kryoadsorptionsmittel könnte zu einer deutlichen Erhöhung der volumetrischen Speicherdichte führen, wodurch er mit der Flüssigphasen-Wasserstoffspeicherung konkurrieren könnte“, schrieben die Forscher in „Bildung einer superdichten Wasserstoff-Monoschicht auf mesoporösem Silica“, erschienen in Natürliche Chemie. Das Team der Technischen Universität Dresden, der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg und des American Oak Ridge National Laboratory verwendete hochauflösende Kryoadsorptionsstudien mit Charakterisierung durch inelastische Neutronenstreuungs-Schwingungsspektroskopie. Die niedrige Temperatur reduziert das Volumen von 1 kg Wasserstoff auf nur 5 Liter. Die Wissenschaftler verwendeten mesoporöses Siliziumdioxid mit glatten gebundenen Oberflächen, da sich die superdichte Wasserstoff-Monoschicht möglicherweise nicht auf stark fragmentierten Oberflächen bildet.

Technische Universität Delft Zum ersten Mal haben Forscher H2/Wasser-Mehrphasenströmungsexperimente im Kernmaßstab unter einem medizinischen Röntgen-Computertomographie (CT)-Scanner durchgeführt, um die Wasserstofftransporteigenschaften in porösem Gestein zu testen. „Das Zusammenspiel zwischen Gravitations-, Kapillar- und viskosen Kräften kann während UHS zu komplexen Verschiebungsmustern führen [underground hydrogen storage] im Speichergestein. Der hohe Dichtekontrast zwischen der H2- und der Wasserphase kann zu gravitativer Entmischung führen. Kapillarbarrieren können diesem Effekt entgegenwirken und die Diffusion von Wasserstoff verstärken“, schrieben die Forscher in „Experimental characterization of H2/water multiphase flow in heterogene-core-scale sandstone rocks relevant to Underground Hydrogen Storage (UHS)“. Wissenschaftliche Berichteist die Visualisierung der Sättigungsverteilung notwendig, um die Gültigkeit der Messungen der relativen Permeabilität und des Kapillardrucks für das H2/Wasser-System sicherzustellen. Sie sagten, dass die Speicherung von Wasserstoff aus drei Gründen nicht dasselbe sei wie die Speicherung von CH4 und CO2. Die zyklische Belastung und die Häufigkeit der Einspeisung werden durch „die diskontinuierliche Erzeugung grüner Energie“ bestimmt; die Reinheit des aus dem Reservoir geförderten Gasstroms wird im Fall von Wasserstoff aufgrund von Problemen, die sich aus Wasserstoffverunreinigungen ergeben, kritischer sein; und die geringe Dichte und niedrige Viskosität von Wasserstoff kann zu einem komplexen Zusammenspiel von Gravitations-, Kapillar- und viskosen Kräften führen.

Itochu und Air Liquide Japan haben sich zusammengetan, um in Motomiya, der japanischen Präfektur Fukushima, eine Wasserstoff-Tankstelle für große Nutzfahrzeuge zu bauen. Es soll im ersten Halbjahr 2024 in Betrieb genommen werden. Itochu unterzeichnete außerdem mit Sasol eine Absichtserklärung zu grünen Ammoniakprojekten. „Die Parteien werden gemeinsam die Entwicklung der Ammoniak-Lieferkette untersuchen, einschließlich der Produktionsanlage für grünes Ammoniak, die Sasol in Boegoe Bay, Provinz Nordkap, Südafrika, errichten will. Die Studie umfasst ein exportorientiertes Projekt von grünem Ammoniak für Energieanwendungen, Bunkertreibstoff und andere konventionelle Anwendungen“, sagte Itochu.

Aufführen und Uniper haben vereinbart, Energie aus den Vereinigten Staaten zu kaufen und zu verkaufen, um groß angelegte Projekte zur „sauberen Ammoniakproduktion“ zu ermöglichen. Der japanische Energieproduzent Jera kündigte außerdem Pläne an, mit ConocoPhillips bei einem geplanten US-Wasserstoffgasprojekt an der US-Golfküste zusammenzuarbeiten.

Das Energienetz und Gasunie Deutschland haben unterzeichnet a Memorandum des Verstehens die Vorbereitungen für eine grenzüberschreitende Wasserstoffinfrastruktur zwischen Dänemark und Deutschland zu beschleunigen. Die Unternehmen führten eine technisch-ökonomische Vormachbarkeitsstudie durch, die zeigte, dass Dänemark potenziell 10 % bis 25 % des zukünftigen deutschen Wasserstoffbedarfs decken könnte.

Hyundai-Motor hat angekündigt Investitionen in drei Unternehmen – Impact Coatings, H2Pro und GRZ Technologies – zur Stärkung seiner Position im Wasserstoff-Brennstoffzellen-Ökosystem. Swedish Impact Coatings ist ein Anbieter von PVD1-basierten Beschichtungslösungen für Brennstoffzellen, und das israelische Start-up H2Pro hat die E-TAC-Technologie zur Wasserspaltung (elektrochemische, thermisch aktive Chemikalie) entwickelt. Die Schweizer GRZ Technologies hat sich mittlerweile auf die Wasserstoffspeicherung spezialisiert.

BAM hat einen dieselbetriebenen Asphaltverteiler zu einer Maschine mit Wasserstoff-Verbrennungsmotor umgebaut. „Brennstoffzellen werden häufig verwendet, um Wasserstoff in Strom umzuwandeln. Stattdessen setzen BAM und Van Twist auf einen Wasserstoff-Verbrennungsmotor. Anders als bei einer Brennstoffzelle ist die Qualität des Wasserstoffs bei einem Wasserstoff-Verbrennungsmotor nicht entscheidend.“ sagte das niederländische Bauunternehmen.

Leasing von Transportunternehmen hat unterzeichnet eine Absichtserklärung zum Kauf von 15-Liter-Wasserstoff-Verbrennungsmotoren von Cummins.