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Wasserstoffsicherheits-Testzentrum zur Entwicklung von neuen Teststandards und Optimierung von Sicherheitstechnik (Bild: KIT)

Für die Speicherung kommen verschiedene Möglichkeiten infrage – von unterirdischen Speichern über das bereits vorhandene Erdgasnetz bis hin zu neuen Technologien.

Helmholtz-Wissenschaftler:innen untersuchen die Vor- und Nachteile von unterirdischen Lagerstätten und Erdgasspeichern zur sicheren Lagerung von Wasserstoff. Das Erdgasnetz eignet sich außerdem zum Transport von gasförmigem Wasserstoff. Wasserstoff lässt sich aber auch in Feststoffe einlagern. Beim Erwärmen setzen diese sogenannten Hydridspeicher den Wasserstoff wieder frei.

Eine weitere Möglichkeit: Wasserstoff kann mit ungesättigten organischen Verbindungen zu einer energiereichen Flüssigkeit („liquid organic hydrogen carrier“, kurz LOHC) reagieren, die ähnlich wie Erdöl gelagert oder transportiert wird. Sie lässt sich mit Tanklastern und Zügen gefahrlos befördern.

Die Helmholtz-Forscher entwickeln solche Hydridspeicher und LOHC-Technologien weiter.

Chemische Wasserstoffspeicherung

Forscher:innen entwerfen innovative chemische Wasserstoffspeichertechnologien, verwandte katalytische Prozesse und Materialtechnologien. Dazu zählt etwa die Wasserstoffspeicherung mit Hilfe von LOHC-Systemen (Liquid Organic Hydrogen Carrier). LOHC-Technologien können große Wasserstoffmengen mit hoher volumetrischer Energiedichte speichern.

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Sichere und effiziente Speicherung von Wasserstoff in Feststoffspeichern

Bisherige Brennstoffzellenautos speichern den Wasserstoff vorerst in massiven Tanks, die einen Druck von bis zu 700 bar aushalten müssen. Zwar lassen sie sich schnell betanken, aber der technologische Aufwand zur Komprimierung und Betankung ist beträchtlich. Deshalb entwickeln Forscher:innen effiziente Wasserstofftanks, um das Gas in chemischen Verbindungen, sogenannten Metallhydriden, zu speichern.

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Aus dem Labor auf die Schiene

Innovative Speicher- und Antriebstechnologien sind wichtige Bausteine für eine umweltverträgliche Energieversorgung und nachhaltige Mobilität. Wissenschaftler:innen wollen Züge daher mit LOHC-Technologie ausstatten. Dabei wird gasförmiger Wasserstoff an eine ungefährliche Trägerflüssigkeit gebunden, die sich sicher lagern und transportieren lässt.

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Wasserstoffsicherheits-Testzentrum

Im Wasserstoff-Versuchszentrum HYKA (Hydrogen Test Center) forscht das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) an der Wasserstoffsicherheit. Zur Entwicklung von neuen Teststandards und zur Optimierung von Sicherheitstechnik führen die Forscher:innen Wasserstoff-Sicherheitsversuche im Industriemaßstab durch. Außerdem untersuchen sie das grundlegende Verhalten von Wasserstoff - von der Verteilung bis zur Verbrennung.

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Wasserstoff in Salzkavernen speichern

Wasserstoff wird innerhalb der Energiewende zu einem immer wichtigeren Energieträger für die Sektorenkopplung. Im Projekt HyCavMobil (Hydrogen Cavern for Mobility) wird die Speicherung in Salzkavernen und anschließende Nutzung von Wasserstoff im Bereich der Brennstoffzellenmobilität erforscht und bewertet.

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Porenspeicher in Sandsteinaquiferen

Das Speicherpotenzial für Wasserstoff im geologischen Untergrund ist alternativlos. Aufgrund der geologischen Bedingungen in Deutschland und europaweit werden Porenspeicher in Sandsteinaquiferen Salzkavernen ergänzen müssen. Das Deutsche GeoForschungsZentrum GFZ konzipiert ein Demonstrationsprojekt und betreibt begleitende Forschung zu physikalischen, chemischen und mikrobiellen Wechselwirkungen von Wasserstoff mit dem Speicher- und Deckgestein der Lagerstätten.

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Chemische Energiespeicherung

Im Forschungsprojekt DELTA entwickelt das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf einen flexiblen Apparat zur elektrochemischen Herstellung von Wasserstoff mit integrierter, heterogen katalysierter Kohlenwasserstoffsynthese auf der Grundlage von CO2 und Wasserdampf.

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