Für den automobilen Einsatz von Wasserstoff als Energieträger ist die Speicherung eine der zentralen Fragen. Bei der Flüssigspeicherung wird Wasserstoffgas durch Abkühlung auf -253 Grad C verflüssigt und als siedende Flüssigkeit in einem aufwendig isolierten Behälter bei einem Druck zwischen 2 und 8 bar gespeichert. Da Systeme heutiger Auslegung über keine aktive Kühlung verfügen, ist ein geringer Wärmeeintrag unvermeidlich. Dieser führt zu einem stetigen Druckanstieg, usw.
Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung eines Laborprogramms zur Untersuchung von thermisch induzierter und gasdruckgetriebener Rissbildung bei Wasserstoff gefüllten Speicherkavernen im Steinsalz. Da es aktuell keine Labor- oder in situ Versuche gibt, welche die Kombination von thermisch induzierter und druckgetriebener Rissbildung untersuchen, sind diese Laborversuche notwendig, um die Mechanismen dieser Art der Rissbildung und Fortschreitung besser zu verstehen und die Forschungsergebnisse des Projektes 'RiSa' eindeutig validieren zu können. Zunächst wird in enger Zusammenarbeit mit GL Test Systems ein neuartiger Prüfstand zum punktuellen Kälteeintrag in einen unter Innendruck stehenden Salzgesteinshohlprüfkörper realisiert. Nach einer Phase von Vorversuchen werden anschließend Versuchsreihen mit verschiedenen Salztypen sowie Belastungs- und Temperaturbedingungen durchgeführt. Abschließend werden numerische Nachrechnungen mit den in 'RiSa' entwickelten Modellen vorgenommen. Somit können die numerischen Modelle zur thermisch induzierter und gasdruckgetriebener Rissbildung und Rissfortschreitung überprüft werden. Das Projekt 'La-thi-ga' unterteilt sich in drei Teilbereiche, welche von zwei Mitarbeitern/-innen bearbeitet werden: 1 Entwicklung der Versuchsanlage, 2 Durchführung der Laborversuche, 3 Durchführung numerischer Nachrechnungen der Laborversuche mit zwei verschiedenen numerischen Programmsystemen. Zunächst wird die Firma GL Test Systems die notwendige Versuchsanlage in enger Zusammenarbeit mit dem IGtH / IUB entwickeln (s. AAK Antrag - GL Test Systems). In verschiedenen Versuchsreihen mit unterschiedlichem Steinsalz und unterschiedlichen Belastungsbedingungen werden die Laborversuche von den zwei Mitarbeitern/ -innen durchgeführt. Parallel zu den Laborversuchen werden die numerischen Nachrechnungen durchgeführt, wobei die zwei Mitarbeiter/ -innen die Versuche mit jeweils unterschiedlichen numerischen Programmsystemen bearbeiten und simulieren.
Das geplante Forschungsvorhaben adressiert die Hauptziele der Bekanntmachung 'Kopernikus-Projekte für die Energiewende' des Bundesministeriums für Bildung und Forschung. Aufgrund der gestiegenen Umwelt- und Klimaschutzanforderungen sollen eine langfristige Dekarbonisierung der Energiesysteme und eine Speicherung und Nutzung des 'Überschussstromes' aus erneuerbaren Quellen erfolgen. Das Vorhaben soll im Erfolgsfall als Teil des Kopernikus-Projektes 'P2X' einen signifikanten Beitrag zu den Zielen der deutschen Energiewende leisten. Ziel des Vorhabens ist es, Lösungen zu erarbeiten, zu demonstrieren und zu implementieren, mit denen unter Einsatz erneuerbar erzeugter elektrischer Energie stoffliche Energieträger und chemische Produkte für Anwendungen in den industriellen Leitmärkten Energie, Transport/Verkehr und Chemie wirtschaftlich, zeitlich flexibel und auf die gesellschaftlichen Bedürfnisse abgestimmt produziert werden. Die Linde AG bearbeitet hierbei die im Forschungsclusters FC-A1 und A3. FC-A1: Die PEM Elektrolyse FC-A3: Die Hochtemperatur Co-Elektrolyse von Kohlendioxid und Wasserdampf. Zudem ist Linde als assoziierter Partner im Cluster B1 zur Nutzung von 'Liquid Organic Hydrogen Carriers' für Transport und Speicherung von Wasserstoff aktiv.
Das Verbundprojekt BIC H2 hat verglichen mit bisherigen Vorhaben die Erforschung großer BZ-Busflotten im realen Umfeld zum Gegenstand (Startpunkt: proof of concept TRL 3). Dafür sollen zwei innovative H2-Tankstellen mit unterschiedlichen Konzepten aufgebaut werden. Zum Projektende wird ein Prototyp vorliegen (TRL 5-6). Die zwei Speicherkonzepte werden technologieoffen erprobt und mit konventionellen Systemen verglichen. Ferner werden Konzept und mögliche Verwendungsszenarien bzgl. Leistungsfähig-/Zuverlässigkeit sowie Übertragbarkeit auf eine flächendeckende Betankungsinfrastruktur untersucht.
Gegenüber heutigen Hochdruck-H2-Komposittanks soll durch einen wesentlich niedrigeren Beladedruck von höchstens 300 bar und eine preisgünstigere, recyclingfähige Tankhülle aus Stahl oder Aluminium eine deutliche Kostensenkung und bessere Lebenszyklus-Bilanz erreicht werden. Schwerpunkte des Teilvorhabens sind die Auswahl, Optimierung und Identifizierung von Kostensenkungspotenzialen des/der Wasserstoffspeichermaterials/ien und der Synthese für das Demonstrator-Tanksystem, die thermochemische und wärmetechnische Simulation des Wasserstoffspeichersystems für dessen Designoptimierung, sowie Konstruktion und Bau eines Demonstrator-Tanksystems.
Dieses Projekt hat das Ziel, die Flexibilitätspotenziale der Chlor-Alkali-Elektrolyse (CAE) zu bestimmen und wirtschaftlich zu bewerten. Das Teilvorhaben befasst sich mit der Untersuchung des möglichen Einsatzes von Batteriespeichern und anderen Technologien zur Wasserstoffnutzung zum Erhöhen der Flexibilität von CAE Anlagen. Von den Technologien zur Wasserstoffnutzung steht die Umwandlung von Wasserstoff und Kohlendioxid zu Methanol im Hauptfokus. Erweiterte Geschäftsmodelle über die Integration eines Batteriespeichers oder einer Anlage zur Methanolherstellung stehen auch im Fokus der technoökonomischen Betrachtung.
Ziel des Verbundvorhabens INES ist die integrative Erhöhung des Sicherheitsniveaus der Wertschöpfungskette des Innovationsprojektes HYPOS. HYPOS (Hydrogen Power Storage & Solutions East Germany) umfasst die Entwicklung innovativer Lösungen zur wirtschaftlichen Bereitstellung von strombasiertem Grünen Wasserstoff. Ausgehend davon fokussieren sich die Arbeiten der Technischen Universität Dresden auf qualitative und quantitative Risikoabschätzungen für technisches und menschliches Versagen. Darüber hinaus werden Analysen zu Auswirkungen externer Ereignisse auf die Sicherheit von Einzelanlagen und vernetzten Anlagenketten erstellt. Aufbauend auf den daraus erhaltenen Risikobewertungen werden Optimierungsempfehlungen für einzelne Anlagenkomponenten bzw. deren technisch-technologischer Verkettung erarbeitet. Zur Sicherstellung einer effizienten Nutzung der im Gesamtprojekt H2-INES zusammengestellten Daten und erarbeiteten Ergebnisse werden diese in dem Leitfaden 'Wasserstoff-Sicherheit' zusammengefasst und grundlegende sicherheitstechnische und organisatorische Maßnahmen definiert, die den Betrieb von wasserstofferzeugenden, -transportierenden, -speichernden und -verwertenden Anlagen mit hinreichend geringem Risiko ermöglichen sollen.
Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung einer Methodik für eine integrative Sicherheitsbetrachtung der technisch-technologischen Wertschöpfungskette von HYPOS 'Power-to-X'-Technologien insgesamt sowie der einzelnen Subsysteme. Einbezogen werden die Wertschöpfungsstufen der Wasserstofferzeugung, des Transportes, der Speicherung und der Verwertung, insbesondere auch unter den Aspekten der Überführung der eingesetzten Technologien in die großindustrielle Nutzung (Upscaling). Das Gesamtziel des Teilvorhabens der Fraunhofer IMWS ist die erfolgreiche sicherheitstechnische Bewertung von Materialien, die in der kompletten Wasserstoffwertschöpfungskette zum Einsatz kommen. Dabei sehen wir es als Hauptaufgabe das Projektkonsortium im Bereich der sicherheitstechnischen Bewertung von elektrochemischen Prozessen und den dort eingesetzten Materialien wissenschaftlich zu begleiten.
Im hier vorgeschlagenen F/E-Verbundvorhaben sollen fortschrittliche MH-Speichermodule entwickelt werden, in denen optimierte leicht-metallbasierte HGV (basierend auf Mg- und Ti-haltigen Legierungen) zum Einsatz kommen sollen. Die gesamt Wertschöpfungskette von der Werkstoffherstellung und -charakterisierung über die Auslegung bis zur Erprobung von fortschrittlichen MH-Speichermodulen soll im Vorhaben abgebildet werden, um eine spätere industrielle Umsetzung mit den relevanten industriellen Partnern zeitnah und direkt zu ermöglichen. Als Projektziel soll die Übertragung der erlernten Erkenntnisse und Fähigkeiten hinsichtlich der großtechnischen Umsetzbarkeit an einer ausgewählten Demonstratoranwendung validiert werden. Die Aufgabe der TU Berlin ist dabei vor allem die in-operando-Untersuchung der Wasserstoff-Verteilung zur Optimierung der Materialstruktur. Mit diesen Untersuchungen wird das Hauptziel verfolgt, technisch relevante Systemlösungen abzuleiten, HGV derart herzustellen und in entsprechende Speicherbehälter so zu integrieren, dass sie dauerhaft form- und damit alterungsbeständig bleiben, was den Weg für deren technische Nutzung auf industriellem Maßstab ebnet. Zur Erreichung der Vorhabenziele werden in diesem Teilvorhaben tomographische und radiographische in-situ Methoden eingesetzt, die es ermöglichen die Wasserstoffverteilung sowie die Mikrostruktur und -morphologie der Materialien zwei- bzw. dreidimensional während der Hydrierung und Dehydrierung zu untersuchen. Hierbei werden sowohl schnelle Echtzeitmessungen als auch sehr hochortsaufgelöste (bis 1 Mikro m) in-situ Neutronen Tomographie- und element-selektive ex-situ Synchrotron-Tomographie-Untersuchungen durchgeführt. Unter anderem wird dabei auch erstmalig ein hochortsauflösendes Detektorsystem aufgebaut und eingesetzt, um die 3D-Struktur-Eigenschaftsbziehungen zwischen Gefügemorphologie und Wasserstoffverteilung aufzudecken.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 68 |
| Land | 1 |
| Wirtschaft | 1 |
| Wissenschaft | 26 |
| Zivilgesellschaft | 2 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 68 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 68 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 61 |
| Englisch | 12 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 28 |
| Webseite | 40 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 43 |
| Lebewesen und Lebensräume | 36 |
| Luft | 37 |
| Mensch und Umwelt | 68 |
| Wasser | 18 |
| Weitere | 68 |