09.08.2022 • Energie

Energie in Eisenform

Neues Verfahren für den sicheren und effizienten Transport von Wasserstoff.

Wasserstoff ist hoch­ent­zünd­lich, leicht flüchtig und versprödet viele Materialien. Diese Kombination macht den Transport bisher aufwändig und wenig effizient. Eine Möglich­keit ist es, Wasserstoff als Ammoniak zu lagern und zu trans­portieren. Ein Team um Rüdiger Deike von der Universität Duisburg-Essen verfolgt jetzt einen neuen Ansatz: Die Speicherung der Energie in Form von Eisen.

Abb.: Aufnahme einer Eisen­oxid­schicht aus dem...
Abb.: Aufnahme einer Eisen­oxid­schicht aus dem Raster­elek­tro­nen­mikro­skop: Die Messung per Elek­tro­nen­rück­streu­beu­gung lässt die Struk­turen der Oxid­ver­bin­dun­gen in den ein­zel­nen Kris­tal­len er­ken­nen. Die schwar­zen Linien zeigen Wege, über die Sauer­stoff leich­ter ins Ma­te­rial dif­fun­die­ren kann. (Bild: S. Rink, UDE)

Das könnte so aussehen: An einem Ort mit hoher Sonnen­ein­strahlung und gut verfüg­baren Wasser­ressourcen – etwa auf dem afrika­nischen Kontinent, in Australien oder Südamerika – liefern Photo­voltaik­anlagen elektrische Energie. Diese wird genutzt, um Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff aufzu­spalten. Dann kommt nur Eisenerz, also Eisenoxid, für eine chemische Reaktion hinzu. Dabei entsteht Eisen durch die Reduktion mit Wasserstoff und wird in Form von Mini­briketts oder kugel­förmigen Pellets ohne Umwelt­risiko verschifft. Am Bestim­mungs­ort wird die umgekehrte Reaktion initiiert, um wieder Wasserstoff und Eisenoxid zu erhalten.

Obwohl der grund­legende Eisen-Dampf-Prozess schon lange bekannt ist, ist noch vieles ungeklärt. Die Forscher wollen grund­sätzlich geeignete Eisen­legie­rungen identi­fi­zieren, die möglichst beliebig oft und ohne Verlust die chemischen Reaktionen durch­laufen können. „Wir wollen die effi­zien­teste Kombination zu entwickeln – aus den besten Material­systemen und der darauf angepassten Verfahrens­technik“, erklärt Deike.

Das Projekt „Me2H2 Eisen-Dampf-Prozess“ umfasst in großen Teilen Grundlagen­forschung. Dennoch soll am Ende ein Konzept stehen für die Prozess- und Anlagen­technik im großen, indus­tri­ellen Maßstab. Das Bundes­ministerium für Bildung und Forschung fördert das Projekt innerhalb des Ideen­wett­bewerbs „Wasser­stoff­republik Deutschland“ für drei Jahre mit einer Gesamtsumme von 1,3 Millionen Euro.

UDE / RK

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