Jagen und Sammeln - Aufbereiteter Wasserstoff aus Forschungsprojekten zur Versorgung von Großgeräten mittels elektrochemischer Kompression und Metallhydriden

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr.-Ing. Inga Bürger; Professor Dr. Michael Heere; Professor Dr.-Ing. Daniel Schröder
• Fachliche Zuordnung: Energieverfahrenstechnik
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 566288973

Wasserstoff (H2) gilt als essenzieller Baustein der Energiewende, jedoch sind erhebliche Herausforderungen in der Herstellung und Nutzung vorhanden, insbesondere in der Brennstoffzellentechnologie und Elektrolyse. Aktuell wird ein großer Teil des angebotenen H2 in Großgeräten nicht genutzt, was entweder auf fehlende infrastrukturelle Rahmenbedingungen oder auf Verunreinigungen zurückzuführen ist. Ein Beispiel verdeutlicht dies: An einem deutschen Forschungszentrum in Baden-Württemberg werden wöchentlich etwa 4 Tonnen H2 angeliefert, von denen rund 1,5 Tonnen verloren gehen. Ohne effiziente Rezyklierung in Brennstoffzellen beträgt die Umwandlungsrate lediglich 50-70%. Durch fortschrittliche Systeme kann diese Rate auf 95-98% gesteigert werden, was signifikante Einsparungen mit sich bringt. Das Projekt „JaWoll“ zielt darauf ab, die ineffiziente Nutzung von H2 in Großgeräten zu optimieren, indem Gasgemische mit hohem H2-Anteil, die in Testinfrastrukturen, an Elektrolysuren und Wasserstoffspeichern entstehen, effizienter verwendet werden. Der Antrag beinhaltet eine Machbarkeitsstudie zu einem innovativen System, das einen elektrochemischen Kompressor (EC-K) und einen Metallhydridkompressor (MH-K) sowie einen Metallhydrid-H2-Speicher (MH-S) umfasst. Dieses System soll zukünftig am Niedersächsischen Forschungszentrum Fahrzeugtechnik (NFF) und am H2-Terminal der TU Braunschweig implementiert werden. Das geplante Gesamtsystem könnte pro Anwendung von H2-Großgeräten eine Kostenersparnis von 0,5 Millionen Euro jährlich erzielen und gleichzeitig mehrere hundert Tonnen CO2-Äquivalente einsparen, beispielsweise für 200 kW Brennstoffzellen. Darüber hinaus profitieren auch energieintensive Branchen wie die Stahl- und chemische Industrie von den Ergebnissen des Projekts. Die Forschungsergebnisse werden als Open Access oder Open Data zur Verfügung gestellt. Aktuell wird das NFF zu einem wichtigen Wasserstoffhub in Europa ausgebaut, unterstützt durch mehrere Förderprojekte, darunter das H2-Terminal. In der Forschungshalle des NFF wird ein 200 kW Brennstoffzellen-Prüfstand eingerichtet, der Synergien mit dem JaWoll-Projekt ermöglicht. Durch die Integration dieser Technologien und die Optimierung des Einsatzes von Wasserstoff kann das anvisierte Projekt innerhalb kurzer Zeit eine Kostenersparnis von etwa 0,5 Mio. Euro pro Jahr realisieren und signifikante Reduktionen des Treibhausgaspotenzials erreichen. Mit einem globalen H2-Erwärmungspotenzial von 5 ± 1 könnte die Einsparung von CO2-Äquivalenten bis zu 480 Tonnen betragen.

• DFG-Verfahren: Weitere Gerätebezogene Förderung