Energie aus der Tube

Ausgangsmaterial der Powerpaste ist Magnesium – eines der häufigsten Elemente überhaupt. Bei 350 Grad und leichtem Druck wird es mit Wasserstoff zu Magnesiumhydrid umgesetzt sowie mit Ester und Metallsalz angereichert. Um das Fahrzeug anzutreiben, drückt ein Stempel die Paste aus der Kartusche 

Bis zu 2300 Wh/kg seien in den vom Fraunhofer Institut entwickelten «Power-Pasten» unter der Leitung von Dr. Marcus Vogt theoretisch in Form von reinem Wasserstoff abrufbar. Magnesiumhydrid, dass normalerweise mit Wasser aufgrund der Bildung einer passivierenden oberflächlichen Schicht nur sehr langsam mit Wasser reagiert, eignet sich zunächst nicht für eine Hydrolyse. Doch am Fraunhofer IFAM ist es durch Zugabe sehr geringer Mengen bestimmter, edelmetallfreier Additive sowie geeigneter Prozesstechnologien gelungen, die Reaktionsgeschwindigkeit der Hydrolysereaktion um mehrere Größenordnungen zu steigern, wodurch eine fast vollständige Reaktion des Magnesium Hydrids mit Wasser innerhalb von Minuten ermöglicht wird.

Die zugrunde liegenden Reaktionsmechanismen für diese Geschwindigkeitssteigerung wurden aufgeklärt und es konnte gezeigt werden, dass die Hydrolyse von MgH₂ damit in der Praxis kontrolliert, reproduzierbar und effizient ablaufen kann.

 

Viele Vorteile, kaum Nachteile

Die Elektrolyse von Wasser ist uns noch aus dem Chemieunterricht bekannt. Dabei werden dem Wasser Gleichstrom zugefügt. An der Anode (+) dem Pluspol bildet sich der Sauerstoff und an der Kathode (-) dem Minuspol der Wasserstoff heraus. Eine sehr aufwändige Methode, um so an den begehrten Wasserstoff zu kommen. Darüber hinaus gibt es auch andere Methoden zu Wasserstoffgewinnung, auf die hier nicht eingegangen wird. Verdichtet und in Drucktanks auf etwa 700 bar kann dann der Wasserstoff nach Bedarf etwa zweckorientiert den Brennstoffzellen zu Gewinnung von elektrischem Strom zugeführt werden.

Den Dresdnern ist es gelungen, hochenergetisches, ungiftiges, aber mit Wasser nur wenig reaktionsfreudiges Magnesiumhydroxid MgH₂ besonders vorteilhaft für die Hydrolyse zugänglich zu machen. Dabei werden nicht nur die oben angegebenen Energiespeicherdichten nahezu vollständig in der Praxis erreicht, sondern auch bekannte Nachteile anderer Hydrolyse Materialsysteme überwunden (solche Nachteile anderer Hydrolyse Systeme sind unter anderem langsame Reaktionsgeschwindigkeiten, die Notwendigkeit teurer Edelmetallkatalysatoren, der Einsatz nanokristalliner Materialien, hohe Material Herstellungskosten, eine Toxizität der Materialien und die damit einhergehende Erfordernis eines aufwändigen Auffangens, Rücktransports sowie einer Wiederaufbereitung der Hydrolyse Rückstände). 

Auch für die Luftfahrt interessant 

 Besonders vorteilhaft beim Einsatz der am Fraunhofer IFAM entwickelten MgH₂-basierten Hydrolyse-Materialsysteme ist dabei: ● Sehr hohe praktisch erreichbare gravimetrische und volumetrische Energiedichten nahe am theoretischen Maximum ● Hohe Verfügbarkeit der Ausgangsmaterialien Energieerzeugungskosten bereits heute vergleichbar mit Batterien Hohes Optimierungspotenzial für die großtechnische Produktion ●

Einfache Handhabbarkeit der Materialien (sogar an Luft) Nahezu unbegrenzte Haltbarkeit (keine Selbstentladung) ● Es erfolgt eine direkte Reaktion mit flüssigem Wasser (keine Wärmezufuhr notwendig) ● Reaktionskinetik kann an Anwendung angepasst werden ● Hohe Reaktions- und Systemsicherheit Geräuschlose und emissionsfreie Energieerzeugung ● Ungiftigkeit der Ausgangsmaterialien und der Hydrolyse Produkte Elektrische Speicher für den einmaligen Gebrauch mit Energiedichten von mehr als 1 kWh/kg und 1 kWh/Liter sind besonders für die Luftfahrt von aller größtem Interesse. Eine Realisierungsmöglichkeit für derartige Energiespeicher besteht in der Verwendung eines Metallhydrids, welches bei Kontakt mit Wasser aus einer beliebigen natürlichen Quelle (z.B. Leitungswasser, Regenwasser oder Meerwasser) eine sogenannte Hydrolyse Reaktion eingeht, durch die direkt gasförmiger Wasserstoff erzeugt wird.

Die Besonderheit dabei ist, dass die Hälfte des so erzeugten Wasserstoffs aus dem Wasser stammt, wodurch der materialspezifische Wasserstoffgehalt praktisch verdoppelt wird. Der so generierte Wasserstoff kann dann einfach in Elektrizität mittels einer Brennstoffzelle umgewandelt werden. Einsatz in Drohnen denkbar Auf diese Weise können leichte, kompakte, langlebige, sichere und preiswerte Energie Erzeugungseinheiten geschaffen werden, die selbst gegenüber Hochleistungsbatterien (wie z.B. Li-SOCl₂) ein Vielfaches von deren Energiespeicher Dichten aufweisen.

Wenn Wasser vorhanden ist, lassen sich so gravimetrische Energiespeicherdichten von mehr als 2,3 kWh/kg realisieren, wie bereits eingangs erwähnt. Dr. Marcus Vogt, Wissenschaftler am Fraunhofer IFAM, spricht war momentan nur von dem Einsatz in Drohnen und Kleinfahrzeugen, ohne sich direkt auch auf bemannte Luftfahrzeuge zu fokussieren. Davon sei man noch weit entfernt. 

«Mit POWER PASTE lässt sich Wasserstoff bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck chemisch speichern und bedarfsgerecht wieder freisetzen»,

 konkretisiert Dr. Marcus Vogt. Probleme sieht er in der Wärmeabfuhr, der Vereisung bei dem zwangsweise mitgeführten Wasser und den erforderlichen Leistungsdichten, die sich skalieren lassen, aber in absehbarer Zeit noch nicht zur Verfügung stehen. Einsatz als Range extendier in der Schifffahrt und Schwerlastverkehr Das Optimal bleibt natürlich wenn der grüne Strom, möglichst verlustarm überall im Schiff und im Verkehr genutzt werden kann. Es gibt jedoch immer Lücken ohne Lademöglichkeiten.

Mit Power Paste (Wasserstoff) und Brennstoffzelle kann genügend Strom besorgt werden. Natürlich könnte der H2 auch in der Turbine verbrannt werden. Das ist kostengünstig, aber nicht sehr Ökologisch, da schädliche NOX Abgase entstehen. Interessant ist ja gerade mit einer Brennstoffzelle, das keine Abfälle zum Beispiel CO2 entstehen. 

Gleiche Reichweite wie mit Benzin möglich

 Ausgangsmaterial der POWER PASTE ist ein pulverförmiges Magnesium – eines der häufigsten Elemente und somit ein leicht verfügbarer Rohstoff. Bei 350 Grad Celsius und fünf- bis sechsfachen Atmosphärendruck wird dieses mit Wasserstoff zu Magnesiumhydroxid umgesetzt. Nun kommen noch Ester und Metallsalz hinzu – und fertig ist die POWER PASTE. Um den Wasserstoff-Rückgewinnung Prozesse zu aktivieren, befördert ein Stempel die POWER PASTE aus der Kartusche heraus. Aus dem Wassertank wird Wasser zugegeben, es entsteht gasförmiger Wasserstoff. Die Menge wird dabei hochdynamisch dem Wasserstoffbedarf der Brennstoffzelle angepasst. Der Clou: Nur die Hälfte des Wasserstoffs stammt aus der POWER PASTE, die andere Hälfte liefert das Wasser zu. «Die Energiespeicherdichte der POWER PASTE ist daher enorm: Sie ist wesentlich höher als bei einem 700 bar-Drucktank.

Verglichen mit Batterien hat sie sogar die zehnfache Energiespeicherdichte

freut sich Vogt. Für den Nutzer heißt das: Er erzielt mit der POWER PASTE eine ähnliche Reichweite wie mit der gleichen Menge Benzin, wenn nicht sogar eine größere. Auch beim Reichweitenvergleich mit auf 700 bar komprimiertem Wasserstoff schneidet die POWER PASTE besser ab. Produktionsanlage wird aufgebaut Vogt denkt zunächst dabei in erster Linie zunächst an alle mögliche Fahrzeuganwendungen. Während gasförmiger Wasserstoff eine kostenintensive Infrastruktur erfordert, lässt sich die POWER PASTE auch dort einsetzen, wo eine solche Infrastruktur fehlt. Sprich: Wo es keine Wasserstofftankstellen gibt. Stattdessen könnte jede beliebige Tankstelle POWER PASTE in Kartuschen oder Kanistern anbieten. Denn die Paste ist fließfähig und Pump bar – sie kann daher auch über einen normalen Tankvorgang und vergleichsweise kostengünstige Abfüllanlagen getankt werden. Tankstellen könnten die POWER PASTE zunächst in kleineren Mengen, etwa aus einem Metallfass, anbieten und das Angebot entsprechend der Nachfrage ausweiten – mit Investitionskosten von einigen zehntausend Euro. Zum Vergleich: Tankstellen für gasförmigen Wasserstoff bei hohem Druck schlagen derzeit mit etwa ein bis zwei Millionen Euro pro Zapfsäule zu Buche.

Auch der Transport der Paste gestaltet sich kostengünstig: Schließlich sind aufwändige Drucktanks oder sehr kalter, flüssiger Wasserstoff nicht nötig. Bis es wirklich soweit ist, baut das Fraunhofer IFAM derzeit eine Produktionsanlage für die POWER PASTE auf. Ende 2021 soll diese in Betrieb gehen und dann bis zu vier Tonnen POWER PASTE pro Jahr produzieren. Natürlich nicht nur für E-Scooter wie Dr.Vogt versichert. Hydrogenius – Es wird am Konzept gearbeitet Eine andere Art Wasserstoff drucklos zu speichern, ist die bereits 2004 an Universität Erlangen-Nürnberg entwickelte Methode des «Liquid Organik Hydrogen Carriers» (LOHC), einer öligen Flüssigkeit, in der Wasserstoff zum Transport gebunden werden kann.

Inzwischen hat sich daraus das Unternehmen Hydrogenious gebildet. Wenn auch der Transport des LOHC vollkommen unkompliziert, so auch in Flugzeuge möglich wäre, so ist noch eine andere Aufgabe zu lösen. Um den Wasserstoff für die Brennstoffzellen verfügbar zu machen, müssen etwa 1/3 der verfügbaren Energie regelrecht verheizt werden. Anders lässt sich der Wasserstoff nicht aus der Trägerflüssigkeit nicht herauslösen. Was dem einen zu viel ist, ist dem anderen zu wenig. Man arbeite daran, ist sowohl aus Dresden als auch aus Erlangen bei Nürnberg zu hören.

Inhalt Linkliste: Vieles zum Thema Wasserstoffspeicherung Wikipedia Wasserstoff-kommt-künftig-aus-der-Tube 

1       Problemstellung 

 2      Arten der Wasserstoffspeicherung 

2.1    Druckwasserstoffspeicherung 

2.2    Flüssigwasserstoffspeicherung 

2.3    Transkritische Speicherung (cryo compressed) 

2.4    Metallhydridspeicher 

2.5    Adsorptive Speicherung 

2.6    Chemisch gebundener Wasserstoff 

2.6.1 Methanol 

2.6.2 Liquid Organic Hydrogen Carrier (LOHC) 

3       Einsatz 

3.1    Brennstoffzellen-Schienenfahrzeuge 

3.2    Flugzeuge 

4      Unfallgefahr

Fragen an den Bürgermeister und die Politik in Heide

- Wann bekommt Heide regeneratives grünes Gas? - Haben die Neubauten z.b. die Schule in Heide Ost in der Sporthalle regenerative Energie Heizungen? Und Solar PV? - Können die Stadtwerke fossil freie Wärme anbieten. - Können die Stadtwerke und die Raffinerie Heide dafür sorgen, das Heide nur noch mit grüner Energie versorgt wird..

Herr Bürgermeister, wir haben in Dithmarschen und Schleswig-Holstein 200% regenerative Energie. warum bietet das Heider Stadtwerk immer noch schmutzigen Kohlestrom an - preislich ist doch der Ökostrom mindestens genauso günstig. - Wenn kein Wind und keine Sonne scheint, können die Stadtwerke doch für gute erneuerbare Speicher sorgen. - Können Schulfächer eingerichtet werden, indem die Schüler sich Gedanken machen über die Zukunft? Herr Bürgermeister was halten Sie von dem Arbeitstitel -Dithmarschen soll nicht untergehen. Oder -lieber Windenergie vom Deich als Öl vom Scheich.

- Jeder neue Bus der angeschafft wird musst 100% fossilfrei sein. Möglichst alle Verbrenner sofort austauschen. - Mitglied werden an dem Westküsten Projekt

- Der gesamte öffentliche Fahrzeugpark ohne Verbrenner ausweisen. - Verbrenner Autos sollten nicht mehr in Dithmarschen genehmigt werden. - Neubauten müssen Solarenergie auf dem Dach integrieren. - Alle Öffentlichen Gebäude müssen mit Solarenergie versorgt werden.. -Unternehmen die Solar Dächer bestücken, werden steuerlich bevorzugt. Jedes Unternehmen, welches seine Fahrzeuge Fossile frei erneuert, wird konkret belohnt durch Steuervorteile. Die Stadtwerke bieten ja konkret ein Tarif für Elektro Auto´s an. 0,21 Cent Ökostrom pro Kilowattstunde.

Kann das nicht besser beworben werden, dadurch würden doch die Elektroautos noch viel viel billiger als Verbrenner. Können wir in Heide ein Monotoring einrichten für Fossil free mit dem Ziel 10 % Ökoenergie jedes Jahr zusätzlich Überprüfbar. Sollten die Politiker auch in Heide sowas ähnliches wie ein Corona cabinet einrichten lediglich in diesem Fall Fossil free cabinet Sollte der Heider Marktplatz nicht viel mehr Bäume bekommen?. Früher hatte die Hamburger Straße eine Baumallee, wär das nicht was für heute? Wie Können wir versiegelte Flächen zurückgewinnen. die Heide Universität könnte doch gut Solarflächen auf dem Dach haben oder Flächen ausweisen rundum der Uni für regenerative Energie. Zumindestens Dachflächen für PV anbieten. - Kann die Dithmarscher Landeszeitung gefragt werden, ob sie den Stand der Erneuerung mit regenerative Energie medial organisiert? - wie können wir Bürger über die Chancen der Wende besser auf geklärt werden. Angeblich sind alle Parteien dafür, das Pariser Abkommen umzusetzen. Wissen eigentlich alle Menschen in Dithmarschen und Heide was das bedeutet? Lokal Genial Wie wir Städte und Gemeinden die Welt von morgen gestalten

Erneuerbare Energie Konzept an der Westküste von Nordfriesland

Bürger (ich) wollen erneuerbare ökologische Fortschritte

Mit Windkraft - tankbaren grünen Wasserstoff produzieren – geht nicht? 

Geht doch! 

Wie das bisher größte nachhaltige Wasserstoff-Mobilitätsprojekt e-Farm in der Praxis zeigt.https://ees-ev.de/wp-content/uploads/2020/05/Der-bessere-Norden-1024x577.png

Im Kreis Nordfriesland, Schleswig-Holstein, wird mit dem Projekt e-Farm, 

- gefördert von der Bundesregierung, 

eine Wasserstoff-Infrastruktur von der 

- Erzeugung

– mit dem Einsatz ausschließlich Erneuerbarer Energien

– über die Verarbeitung bis zur Flottennutzung in Elektrofahrzeugen realisiert. 

Ziel dabei ist, ein gemeinschaftliches, nachhaltiges Wirtschaften in die Gesellschaft zu bringen. 

Ich finde wirklich sehr gut, das hier der saubere CO2 freie Schulbus angewendet wird.

In einem gemeinsamen Vorhaben wird grüner Wasserstoff produziert.

transportieren, verarbeiten und vermarkten.

Es ist ein ambitioniertes Vorhaben.  

Grüner Wasserstoff aus Windkraft – ein

 Meilenstein der Energiewende

e-farm so nennt sich das Projekt

Hier findet ihr noch mehr über CO2 freie Schiffsantriebe

Helgoland wird zum H2 Gigant .. Ingenieur.de

Helgoland wird zum Wasserstoff-Giganten - ingenieur.de

Bis 2035 sollen zusätzliche Windparks mit einer Leistung von 10,3 Gigawatt in der Nordsee gebaut werden.

Der Strom wird auf hoher See zur Herstellung von Wasserstoff genutzt.

Island of heligoland
Ein europäisches Konsortium, angeführt vom Essener Energiekonzern RWE, will bis 2035 in der Nordsee sechs Windparks mit einer Gesamtleistung von 10,3 Gigawatt bauen. Der dort erzeugte Strom soll allerdings nicht an Land transportiert werden, sondern auf hoher See Elektrolyseure zur Herstellung von Wasserstoff durch Wasserspaltung versorgen. Dieser wird per Pipeline nach Helgoland transportiert, dessen Hafen bereits eine logistische Zentrale für den Bau von Offshore-Windenergieanlagen ist. Hier wird der Wasserstoff verflüssigt und für den Eigenbedarf genutzt. Die Helgoländer denken daran, eine Großtankstelle für Schiffe zu bauen, die von Elektromotoren angetrieben werden und ihren Strom aus Brennstoffzellen an Bord beziehen. Die müssten allerdings noch gebaut werden. Denkbar ist auch die Versorgung von Inselfahrzeugen. Die Überschüsse sollen per Tankschiff zum Festland gebracht werden.

Pipeline von Helgoland zum Festland

Wenn die Mengen größer werden soll Helgoland per Pipeline mit dem Festland verbunden werden, um den Wasserstoff an Endkunden verteilen zu können. Das sind Tankstellen, die chemische Industrie und Stahlwerke, die damit Koks und Kohle ersetzen wollen. Aber auch Raffinerien und Produktionsanlagen, die synthetische Treibstoffe aus Wasserstoff und Kohlendioxid herstellen. Das Klimagas wird dazu direkt der Luft entnommen oder von Biogasanlagen zugeliefert, in denen es als Abfallprodukt anfällt.
Der Start der AquaVentus genannten Initiative sieht wie folgt aus: Vor der einzigen deutschen Hochseeinsel werden zunächst zwei Windgeneratoren mit einer Leistung von voraussichtlich jeweils 14 Megawatt errichtet. Das sind derzeit die größten der Welt. Siemens, das dem Konsortium angehört, könnte sie liefern. An jede soll im unteren Bereich des Turms ein Elektrolyseur mit der gleichen Leistung angeflanscht werden. Für die Pipelines dürfte der niederländische Betreiber Gasunie zuständig sein, der ebenfalls Mitglied ist.

Elf Milliarden Kubikmeter grüner Wasserstoff

Auf solchen Plattformen könnten künftig die Elektrolyseure untergebracht werden.
Foto: Aquaventus.org
Um die gigantischen Mengen an Windstrom umzuwandeln werden später ganze Batterien von Elektrolyseuren installiert, entweder an den Türmen der Windgeneratoren oder, was wahrscheinlicher ist, auf Plattformen, die denen zur Gasförderung ähneln und am Meeresgrund verankert sind. Im Endausbau werden sie pro Jahr eine Million Tonnen Wasserstoff produzieren. Das entspricht rund 11 Milliarden Normkubikmetern, das ist gut die Hälfte der 20 Milliarden Kubikmeter, die Deutschland heute verbraucht. Allerdings wird dieser Wasserstoff noch fast ausschließlich aus fossilen Quellen wie Erdgas und Naphta produziert. Da künftig weitere Verbraucher hinzukommen werden, ist AquaVentus trotz seiner gigantischen Dimensionen nur eine Teillösung für das Gelingen der Dekarbonisierung, also den Verzicht auf die Nutzung von Kohle, Erdöl und Erdgas.
Jörg Singer, Bürgermeister von Helgoland und Vorsitzender des Fördervereins AquaVentus, glaubt, dass der auf hoher See produzierte Wasserstoff konkurrenzfähig wird. Da der Strom nicht transportiert wird – dazu wäre der Neubau von fünf Hochspannung-Gleichstrom-Übertragungsleitungen nötig –, sondern der erzeugte Wasserstoff über eine einzige Pipeline transportiert wird, gebe es hier schon eine hohe Kosteneinsparung. Wenn Öl und Gas teurer werden und die Kohlendioxid-Steuer deutlich steigt, wird Wind-Wasserstoff im Verhältnis noch billiger.

Platz für 1000 Gigawatt?

10,3 Gigawatt müssen nicht das Ende sein. Die Gemeinde Helgoland ist der Meinung, dass die Nordsee im deutschen Bereich Platz für 1000 Gigawatt Windstrom hat. Schleswig-Holsteins Wirtschaftsminister Bernd Buchholz – Helgoland gehört politisch zum Bundesland zwischen den Meeren – ist optimistisch, was die Realisierung von AquaVentus angeht: „Ich bin sicher, dass dieses Vorhaben gelingen und Strahlkraft für das ganze Land entfalten wird.“
Weitere Artikel zum Thema: https://www.aquaventus.org

Regenerativer Luftspeicher

Regenerative Energie kann gespeichert werden. Die Diskussion kennt man schon.
Das Luft gespeichert werden kann, weiß man schon sehr lange  Herr Linde hat es raus gefunden. Luft kann gespeichert werden.
Die Technik gibt es jetzt schon.

AMMONIAK-BRENNSTOFFZELLEN GROSSPROJEKT ZUR UMRÜSTUNG VON OFFSHORE-SCHIFFEN

Das ShipFC-Konsortialprojekt erhält 10 Mio. EUR für die Lieferung der weltweit ersten Hochleistungsbrennstoffzelle, die mit grünem Ammoniak betrieben wird.

Ein maritimes Innovationsprojekt zur Installation der weltweit ersten mit Ammoniak betriebenen Brennstoffzelle auf einem Schiff wurde von der Europäischen Union mit 10 Mio. EUR finanziert.

Wenn das Öl am Ende ist

In absehbarer Zeit wird in Dithmarschen auf der Mittelplate (Bohrinsel im Wattenmeer) kein Öl mehr zu fördern sein.

Die Raffinerie in Heide Hemmingstedt ist relativ klein.
Hier wird seit Jahren, das Öl verarbeitet, welches auf der Bohrinsel in Dithmarschen gefördert wird. 

Die Raffinerie steht also entweder vor dem Aus oder es wird ein richtiger neuer Schritt für die Zukunft der Raffinerie entwickelt.

• Die neuen Planungen in Richtung Wasserstoff, als Träger der Energie-Wende.

• Dabei Ist besonders interessant, das auf der Veranstaltung in der letzten Woche, im Bürgerhaus Heide, von dem Chef Planer und der Raffinerie Leitung von 700 Megawatt Wasserstoff Umwandlung gesprochen wurde.

Das Würde das Siebenfache dessen betragen was in Hamburg geplant wird.

Die Hamburger Anlage sei angeblich die allergrößte Anlagenplanung in Deutschland.
Die Hamburger Aussage ist also somit schon längst Schnee von gestern.

Wenn Man sich das Umfeld anschaut, in dem sich die Raffinerie Heide befindet, fällt einem eindeutig auf, das in unmittelbarer Nähe der Raffinerie ein riesiges Umspannwerk gebaut wurde. 

Windenergie für die Industrie 

Die Raffinerie plant den Windstrom, der zur Zeit leider noch immer abgestellt werden muss, wenn er gerade mal richtig bläst, umzuwandeln in Wasserstoff.
Dieser kann dann entweder in unterirdischen Tavernen oder direkt zu grünem Flugzeug Benzin (Kerasin) verwandelt werden.
Bisher wurde das Flugzeug Kerasin in Heide hergestellt und per Pipeline über Brunsbüttel nach Hamburg geschickt. Es ist also sonnenklar, das für die Zukunft hier ein ganz wichtiges neue Standbeine für die Heider Industrie entwickelt wird.
Immerhin arbeiten auf der Raffinerie ca. 400 Arbeitnehmer die relativ gut bezahlt werden.
Nicht auf die Zukünftigen Techniken und Klimaproblemen zu reagieren wäre sehr fahrlässig.

Hier im Film vom NDR Magazin