AiF-FV-Nummer 20761

Wasserstoffabtrennung aus Erdgas / Wasserstoffgemischen durch Metallhydride

Status & Laufzeit

Abgeschlossen: 01.10.2019 bis 31.08.2023

Forschungsstellen

  • Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e. V.
    Bliersheimer Str. 58 - 60, 47229 Duisburg
    http://www.iuta.de

  • Max-Planck-Institut für Kohlenforschung (MPI)
    Kaiser-Wilhelm-Platz 1, 45470 Mülheim a.d. Ruhr
    http://www.mpi-muelheim.mpg.de

Zusammenfassung

Im Zuge der Energiewende erfolgt eine schrittweise Umstellung auf regenerative Energien. Photovoltaik und Windkraft weisen ein Verteilungsgefälle innerhalb Deutschlands und auf der kurzfristigen Zeitachse hohe Unstetigkeiten der Verfügbarkeit auf. Damit ergibt sich die Notwendigkeit der Speicherung und des Transports regenerativer Energie, wofür bei derzeit fehlenden Speichern und Engpässen im Transport ein sekundärer Energieträger eingesetzt werden könnte. Wasserstoff (H2) ist dabei einer der Favoriten, erzeugt durch Elektrolyse aus Solar- und Windstrom. Für seine Speicherung und Transport steht das Erdgasnetz zur Verfügung, in das zugemischt werden kann. Prinzipiell stellt H2 in Gasleitungen kein technisches Problem dar, allerdings gibt es Gründe, das H2 nach dessen Transport durch die Leitung wieder aus dem Erdgas abzutrennen: Nicht alle Erdgasanwendungen sind mit H2 kompatibel. Es gibt Anwendungen, die reines H2 benötigen. In dem Vorhaben wird der Ansatz verfolgt, die Abtrennung von H2 mittels dotiertem Magnesium vorzunehmen, das selektiv und reversibel H2 unter Hydridbildung absorbiert. Die H2-Aufnahme erfolgt bei Temperaturen bis ca. 300°C und bei Drücken bis zu 10 bar in einem Reaktor als exotherme Reaktion. Zur Freisetzung des H2 wird der Druck im Reaktor abgesenkt und Wärme für die endotherme (Rück-) Reaktion zugeführt. In dem Vorhaben werden experimentelle Untersuchungen zum Verhalten von dotiertem Magnesium (Absorptionsrmaterial) gegenüber Erdgas und seinen Bestandteilen und Erdgas/H2-Gemischen vorgenommen und das Absorptionsmaterial wird durch geeignete Dotierungsmetalle optimiert. Es wird eine Laboranlage entwickelt und aufgebaut, mit der der Betrieb des Abtrennungssystems untersucht und die Funktion des Systems demonstriert wird. KMU-geprägte Apparate- und Anlagenbauer (Reaktorbau, Wärmetauscherbau, MSR-Technik, H2-Versorgungstechnik) werden bei einem zukünftigen Ausbau einer Wasserstoffwirtschaft von den Ergebnissen des Vorhabens profitieren.

Förderhinweis

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wird / wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Dokumente