Im europäischen Forschungsprojekt MAST3RBoost soll durch das Entwickeln einer neuen Generation ultraporöser Speichermaterialien (Aktivkohlen/ACs und metallorganische Gerüstverbindungen/MOFs) für wasserstoffbetriebene Fahrzeuge (Straßen- und Schienenverkehr, Luft- und Wassertransport) eine industrie-taugliche Lösung für die H2-Speicherung bei kryogener Speichertemperatur (etwa -180 °C) unter vergleichsweise niedriger Kompression (100 bar) geschaffen werden. Ziel ist es, die Wasserstoff-Aufnahmekapazität um 30 Prozent zu erhöhen und Syntheseverfahren im Labormaßstab in industrieähnliche Herstellungsprozesse überzuführen.
Derzeit werden für die Wasserstoffspeicherung an Bord von Fahrzeugen eine Kompression von H2 bei 700 bar benötigt. Das Speichervolumen liegt derzeit bei etwa 25 Gramm Wasserstoff pro Liter Speichervolumen. Ziel sind aber rund 5 kg Wasserstoff in einen Benzin-äquivalenten Tank (80 kg/90 l) zu packen. Das bedeutet, dass mit heutiger Technologie rund 2,25 kg Wasserstoff mitgeführt werden könnten. Die schwierige effiziente H2-Speicherung verlangsamt deshalb die Verbreitung von Brennstoffzellen-Elektrofahrzeugen (FCEV). Das Ziel des Forschungsprojekts ist es deshalb mindestens 40 Gramm Wasserstoff pro Liter Speichervolumen zu erreichen.
Die Idee ist, einen adsorptionsbasierten Wasserstoffspeicher im kg-Maßstab zu entwickeln – basierend auf durch Machine-Learning-Methoden optimierte ultraporöse Materialien wie Aktivkohle und hochdichten metallorganischen Gerüstverbindungen. Im Sinne der Circular Economy kommen werden dafür recycelte Rohstoffe eingesetzt. Ebenso soll eine Lebenszyklusanalyse durchgeführt werden, um die Gesamtumweltauswirkungen zu minimieren und die wirtschaftliche Leistung des Wasserstoffspeichersystems von Anfang an zu optimieren.
Das LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen des AIT bringt die Expertise im Bereich Wire-Arc Additive Manufacturing (WAAM) ein.
„Das Demonstratorbauteil, ein neuartiger Wasserstofftank, soll am LKR mittels WAAM hergestellt werden. Dabei werden spezielle von uns entwickelte Aluminium- und Magnesiumlegierungen zum Einsatz kommen.“
Stephan Ucsnik, der AIT-Projektverantwortliche
Das Projekt hat eine Laufzeit von vier Jahren und stützt sich auf dreizehn Partner aus acht verschiedenen Ländern: Envirohemp (Spanien – Koordination); Contactica (Spanien); Agencia Estatal Consejo Superior de Investigaciones Científicas (Spanien); CIDETEC Surface Engineering Institute (Spanien); Spike Renewables (Italien); EDAG Engineering (Deutschland); Nanolayers (Estland); LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen (Österreich); University of Pretoria (Südafrika); Council For Scientific And Industrial Research (Südafrika); Stellantis (Portugal); TWI (UK); University of Nottingham (UK).
Bild oben: Mit der Wasserstoffspeicherung im Fahrzeug steht und fällt die weitere Verbreitung der Brennstoffzellen-Fahrzeuge. (Quelle: Depositphotos)
Quelle und weitere Infos: Pressemitteilung
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