Physikalische Wasserstoffspeicherung

Druckspeicher - GH2

 Wasserstoff ist bei Raumtemperatur gasförmig, so dass er ohne Temperaturänderung gelagert werden kann. Lediglich das Volumen des Wasserstoffs muss durch Erhöhung des Drucks reduziert werden. Je höher der Druck, desto stärker muss der Gasbehälter sein, um das Gas zu halten, weshalb Gasflaschen mit zunehmendem Druck immer schwerer werden. Gase werden vor allem in Behältern bis zu 300 bar gespeichert, dank neuer Technologien und Materialien sind aber auch Drücke von über 700 bar realisierbar.  Druckspeicher - GH2

 

 

Kryogene Speicherung / Flüssigspeicher - LH2

Wasserstoff in flüssiger Form LH₂ hat eine höhere Energiedichte als in gasförmiger Form GH₂ so dass es sinnvoller wäre, ihn in flüssiger Form zu speichern. Der LH₂-Tank konnte sich jedoch aufgrund der hohen Kosten und der auftretenden Verdampfungsverluste (s. Boil-off-Rate) nicht durchsetzen, und es wurden zunehmend 700-bar-Drucktanks (s. Hochdrucktanks) verwendet. Wasserstoff wird in flüssiger Form bei 20K beziehungsweise -253,15°C gespeichert. 

Kryogene Speicherung / Flüssigspeicher - LH2

 

 

 

Kryo-komprimierter Wasserstoff - CcH2

Kryokomprimierter Wasserstoff ist ein Wasserstoffspeichersystem, das flüssigen und gasförmigen Wasserstoff kombiniert. Der Wasserstoff wird oberhalb der kritischen Temperatur Tcrit = 33K (= −240,15◦C) und dem kritischen Druck pcrit = 13bar bei 300 bis 1000 bar als überkritisches Fluid gespeichert. Ein überkritisches Fluid ist definiert als ein Stoff, dessen Temperatur und Druck die Werte seines kritischen Punktes überschreiten. Durch eine kryokomprimierte Speicherung sind um einiges höhere Speicherkapazitäten als bei der flüssigen oder gasförmigen Speicherform erreichbar.  Kryo-komprimierter Wasserstoff - CcH2

 

 

 

Untertage-Wasserstoffspeicher in geologischen Formationen

An der Oberfläche sind die Kapazitäten für die Speicherung großer Wasserstoffmengen aus wirtschaftlicher Sicht begrenzt. Unter Tage ist es möglich, ein hohes Speichervolumen zu geringen Kosten bei gleichzeitig geringerem Flächenbedarf zu realisieren. Dabei gibt es verschiedene Arten von geologischen Formationen, in denen Wasserstoff gespeichert werden kann:

  • Salzkavernen: Künstlich geschaffene Hohlräume im Salzgestein
  • Porenspeicher: Natürlich poröse Lagerstätten, die durch nach oben hin gasdichte Gesteinsschichten dicht gehalten werden
  • Felskavernen und aufgelassene Bergwerke

 

Untertage-Wasserstoffspeicher

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