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Wasserstoff aus der Erdgasleitung: Eine Trenntechnik der TU Wien eröffnet neue Möglichkeiten
für unser Erdgasnetz und verbessert die Ökobilanz von Wasserstoff-Brennstoffzellen.
Hannover/Wien (tu) - Unser Erdgasnetz bekommt eine Zusatzaufgabe: In Zukunft soll es nicht nur Erdgas, sondern
gleichzeitig auch Wasserstoff transportieren. Der Wasserstoff wird einfach dem gewöhnlichen Erdgas beigemischt,
mit einem an der TU Wien entwickelten Verfahren kann er dann wieder herausgefiltert werden – mit einer Reinheit
von 99,97%, sodass er danach direkt für Brennstoffzellen benutzt werden kann. Auf der Hannover Messe wird
diese Technik nun dem Fachpublikum präsentiert.
Energie speichern und transportieren
Wasserstoff ist ein wertvoller Energieträger. Er gewinnt heute vor allem deshalb an Bedeutung, weil er eine
Möglichkeit bietet, überschüssige elektrische Energie aus erneuerbaren Energieträgern zu speichern.
In großen Brennstoffzellen kann daraus elektrischer Strom für Haushalte, Krankenhäuser oder ganze
Kommunen produziert werden, mit kleineren Brennstoffzellen werden Kraftfahrzeuge angetrieben. Ein flächendeckendes
Netz an Wasserstoff-Tankstellen gibt es allerdings noch nicht. „Es gibt zwei Möglichkeiten: Entweder man gewinnt
den Wasserstoff direkt vor Ort durch Elektrolyse, oder man muss ihn anliefern, zum Beispiel in großen Drucktanks“,
sagt Michael Harasek.
Dezentrale Elektrolysen sind teuer, nicht besonders effizient und benötigen leistungsfähige elektrische
Anschlussleitungen, und der Transport von Wasserstoff in Tankfahrzeugen ist ebenfalls aufwändig und teuer.
Wie wäre es aber, wenn man für Wasserstoff ein Transportsystem verwenden könnte, das heute bereits
großräumig besteht und bestens funktioniert? „Das Erdgasnetz erfüllt alle Voraussetzungen, die
wir für Wasserstofftransport brauchen“, sagt Michael Harasek. Schon heute dürfen dem Erdgas einige Prozent
Wasserstoff als zusätzlicher Energieträger beigemischt werden – in Österreich bis maximal 4%, in
Deutschland je nach Region sogar bis zu 10%. Die Einspeisung des Wasserstoffs ins Erdgasnetz ist technisch kein
Problem, und der gewöhnliche Erdgaskunde bemerkt davon gar nichts – wer allerdings Wasserstoff haben will,
kann ihn ab nun gezielt aus diesem Erdgas-Wasserstoffgemisch herausfiltern.
Zweistufiges Trennverfahren
Dafür wurde an der TU Wien ein zweistufiges Verfahren (HylyPure®) entwickelt: Mit Hilfe von Membranen,
die zwar den Wasserstoff, nicht aber größere Moleküle passieren lassen, kann die Wasserstoffkonzentration
zunächst auf 20-50% erhöht werden. Danach wird dieses Mischgas in einem Druckwechsel-Adsorptionsverfahren
weiter gereinigt, indem andere Moleküle (etwa Methan) gezielt von porösen Materialien adsorbiert werden.
Das Verfahren funktioniert auch bei hohem Druck von bis zu 60 bar, es kann daher auch am übergeordneten Gasnetz
angewendet werden. Das Endprodukt ist Wasserstoff mit einem Reinheitsgrad von bis zu 99,97%.
Ganz besonders wurde bei der Entwicklung des Trennverfahrens auf Energieeffizienz geachtet. Die Technik kommt mit
8% bis 12% der elektrischen Energie aus, die man zur Herstellung des Wasserstoffes mittels Elektrolyse benötigen
würde. Bereits ab einem Wasserstoffanteil von 1% im Erdgasnetz lässt sich mit der Methode der TU Wien
hochreiner Wasserstoff herausfiltern, bei höheren Wasserstoffkonzentrationen steigt die Effizienz.
„Wir haben die HylyPure® Technologie gemeinsam mit unserem Industriepartner OMV AG schon sehr erfolgreich getestet“,
berichtet Harasek. „Nun sind wir auf der Suche nach weiteren Projektpartnern, nach Betreibern von Erdgasnetzen,
Elektrolyse-Anlagen und Wasserstofftankstellen.“
Dem internationalen Fachpublikum präsentiert wird die Trenntechnik nun erstmals auf der Hannover Messe (25.-29.4.,
Halle 27, Stand L71).
Die anderen Innovationen am Gemeinschaftsstand der TU Wien – der im Bereich Energy Efficiency angesiedelt ist –
sind:
- HELIOFLOAT – die ersten schwimmenden Plattformen, beispielsweise für Photovoltaik
oder Entsalzungsanlagen, die auch bei hohem Wellengang stabil und sicher schwimmen
- Die mögliche Verdoppelung der Produktion von Biogasanlagen durch Nutzung
von Überschussstrom für Elektrolyse und Methanisierung
- LINK - einen radikal neuen Ansatz zur breit angelegten Integration von dezentralen
Energieerzeugern und Haushalts-Anlagen in den gesicherten Betrieb von Stromversorgungssystemen
- Eine neuartige und kostengünstige Bauweise für hohe Türme von
Windenergieanlagen
- Die einzigen, höchst energieeffizienten Synchronmotoren, die ohne Einsatz
von Seltenerdmetallen oder mit Permanentmagneten realisiert werden können und ohne fehleranfällige Sensorik
auskommen
- Das einzige Magnetlager für höchste Dynamik bei geringen Systemkosten,
das wartungsfrei und sensorlos funktioniert
- Das erste Verfahren, das den Pulverspritzguss (MIM) von Aluminium-Legierungen
ermöglicht – und damit Material- und Gewichtsreduktionen um bis über 50% ermöglicht
- Die ersten Polymere für hochpräzise und hochfeste Produkte aus 3D-Druck
– in der Qualität von Polymer-Spritzguss
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