Zur Speicherung von Wasserstoff haben sich Titan-Eisen-Legierungen als besonders geeignet erwiesen. Das Verbundprojekt GreenH2Metals untersucht nun, wie gut recycelte Titan-Eisen-Materialien H2 aufnehmen und diesen bei Bedarf wieder abgeben können. Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 3,3 Mio. Euro geförderte Projekt soll somit einen Beitrag zur Weiterentwicklung der H2-Technologie sowie zur Kreislaufwirtschaft leisten.
Koordiniert wird das Forschungsprojekt vom Helmholtz-Zentrum Hereon. Neben der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) sind die Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, die Ruhr-Universität Bochum und das Max-Planck-Institut für Nachhaltige Materialien weitere Verbundpartner.
Forschungsmethode
Titan-Eisen-Legierungen, die eine hohe Speicherkapazität für Wasserstoff besitzen, sollen aufgrund der hohen Herstellungskosten dieser Materialien weitaus kostengünstigerer aus Recyclingmaterialien hergestellt werden – so das Forschungsziel des Leitprojektes des Bundes.
Mithilfe spezieller Messmethoden werden die inneren Strukturen der Materialien genauer untersucht, insbesondere im Hinblick auf „die Rolle, die Defekte in den Gitterstrukturen für die Langzeitstabilität der Werkstoffe und ihre Speicherkapazität spielen“.
Dabei sollen Vorhersagemodell entwickelt werden, die Aussagen über die Auswirkungen von Verunreinigungen auf den Recyclingprozess und die Materialeigenschaften zulassen. Weiter wird die sichere Handhabung des Materials, vor allem im pulverförmigen Zustand, näher untersucht.
Funktionsweise von Titan-Eisen-Legierungen in der H2-Speicherung
„Wasserstoff kann neben der gasförmigen Aufbewahrung in herkömmlichen Druckspeichern auch in Metallverbindungen gespeichert werden“, beschreiben die Forscher den Prozess. „Der Wasserstoff wird dabei von der Legierung wie von einem Schwamm aufgesogen:
Die H2-Moleküle spalten sich beim Kontakt mit der Oberfläche in einzelne Atome auf, dringen in die gitterförmige Struktur des Metalls ein, lagern sich in Zwischenräumen und Defektstellen ein und verbinden sich mit dem Material zu sogenannten Hydriden.“
Die beschriebene Technik sei zum einen sehr sicher – die Wasserstoffatome können aufgrund ihrer Bindung im Metall nicht unkontrolliert entweichen – und ermögliche zum anderen eine „sehr dichte“ H2-Speicherung.
Auch könne im Vergleich zu herkömmlichen H2-Speichern sowohl auf hohen Druck als auch auf sehr niedrige Temperaturen verzichtet werden. Die Freisetzung des Wasserstoffs erfolge dann bei Bedarf unter Einsatz von Wärme (z. B. Brennstoffzellen), so die Forschenden.
Nähere Informationen finden Sie hier: Wasserstoffleitprojekt GreenH2Metals
