HOMESTORAGE TECHNOLOGY

Zoz-Hydrogen storage technology

H2Tank2Go®H2Tank2Go®

In der Welt von Heute wird Energie überwiegend durch Nutzung fossiler Brennstoffe erzeugt. Kraftfahrzeuge werden dabei nahezu ausschließlich von Benzin- und Diesel-Kraftstoffen angetrieben.
Der Vorrat fossiler Brennstoffe ist begrenzt und deren Ausbeutung wird zu einem zunehmend riskanteren Unterfangen einhergehend mit Gefahren massiver Belastungen für die Umwelt (Öl-Katastrophe am Golf von Mexiko, CO2-Klimadebatte, etc.).
Eine Umstellung der Energieversorgung zugunsten nachhaltig verfügbarer Energien wird daher im Laufe der nächsten Jahrzehnte zwangsläufig stattfinden müssen.

Diese sogenannte „Erneuerbare Energien“ sind immer auf den Einfluss von Sonne und Mond zurückzuführen (Wettergeschehen für Wind- und Wasserkraft, Sonnen- und Gezeitenenergie sowie nachwachsende Rohstoffe) und sind somit aus menschlicher Sicht quasi unendlich verfügbar. Die Kernfrage nach der Energieverfügbarkeit ist daher dahingehend zu präzisieren, wie wir diese Energie im Überfluss auffangen, wie wir diese speichern und wie wir diese Energie transportieren können.

Für unsere Mobilität liegen die dabei wichtigsten Herausforderungen in der Speicherung und dem Transport, also in der Zur-Verfügung-Stellung der Energie von Morgen.
Aufgrund der vergleichsweise ebenfalls unendlichen Verfügbarkeit von Wasserstoff an jedem Punkt der Erde, seiner sehr hohen Energiedichte (gewichtsbezogen z. B. 3x so hoch wie die von Benzin), sowie aufgrund der Möglichkeit einer emissionsfreien Verbrennung (elektrochemische Oxidation) insbesondere in Brennstoffzellen ist Wasserstoff, das kleinste und leichteste Atom in unserem Periodensystem der Elemente dafür der in Fachkreisen unbestrittene Kandidat.

Die Speicherung von Wasserstoff kann grundsätzlich über drei Methoden erreicht werden. Die Methode möglichst viel Wasserstoff in einem Druckbehälter zu komprimieren (z. B. Gasflasche, derzeit bis etwa 900 bar möglich), wie auch die „flüssige Speicherung“ von Wasserstoff bei extrem tiefer Temperatur (Kryotanks bei -253°C) erfordern hochkomplexe Tanksysteme die entweder unwirtschaftlich kostenintensiv ausfallen oder keine Akzeptanz beim Verbraucher finden werden („Gasbombe“) - oder beides.

Die dritte und „richtige“ Variante besteht darin, große Mengen Wasserstoff bei sehr geringem Druck in einem sogenannten Feststoffspeicher (Solid-State-Absorber) zu speichern. Hierzu eignet sich im Besonderen die Materialklasse der Metallhydride. Es handelt sich dabei um Werkstoffe, welche den Wasserstoff „wie ein Schwamm“ aufnehmen können. Es bedarf lediglich eines bestimmten Wärmeeintrags um den Wasserstoff wieder aus dem aus dem Feststoffspeicher-Werkstoff herauszubekommen (reversible Absorption/Desorption).

H2Tank2Go®Die Vorteile der Wasserstoffspeicherung in Metallhydriden (i. d. F. von sogenannten Niedertemperatur-Hydriden) liegen in der kostengünstigen und sicheren Speicherung des Wasserstoffs (durchschnittlicher Arbeitsdruck < 10 bar) und der Handhabung bei Raumtemperatur. Durch die abwechselnden Be- und Entladezyklen wird das Speichermaterial selbst nicht verbraucht. Es entstehen somit keinerlei Abfallprodukte und ein solcher Tank kann für lange Zeit betrieben werden.

Dazu werden von der Zoz GmbH in Wenden Wasserstoff-Tanksysteme (H2Tank2Go®) entwickelt und hergestellt, die mittelfristig in die Elektro-Fahrzeuge der eigens dazu gegründeten Firma Zoz Mobility eingebaut werden sollen. Als Metallhydrid-Speichermaterial im Innern der Tankkartuschen dient das von Zoz entwickelte Pulver namens Hydrolium®. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf den Herstellungskosten, da diese wie auch bei der Elektromobilität selber die wesentliche Barriere zur erfolgreichen Markteinführung darstellen. Zoz wird dabei die Speicherkosten auf ein Achtel des zuvor Üblichen reduzieren.


H2TanktoGoFür die einfache Handhabung werden die H2Tank2Go®-Tankkartuschen bereits voll beladen mit Wasserstoff an den Kunden ausgeliefert, welcher diese über ein Schnellkupplungssystem (Click’n-Go-system) schnell und bequem an die Brennstoffzelle des Elektrofahrzeugs anschließen kann. Nach Verbrauch des Tankinhaltes können die leeren Kartuschen im Umlaufverfahren gegen volle Tanks ausgetauscht werden.

Das Volumen der Tankkartuschen liegt aus strategischen Gründen marginal unter einem Liter. Gespeichert werden darin derzeit etwa 50 g Wasserstoff (> 500 NL). Verbesserungen am nanostrukturierten Speicherwerkstoff durch Forschung und Entwicklung sollen dazu führen, diese Menge in Zukunft zu verdoppeln. Dies würde bedeuten, dass etwa 23 Tankflaschen mit einem Energieinhalt von 75 kWh ausreichen würden, um einen Kleinwagen von 1 to Gewicht ca. 300 km weit zu bewegen, wobei die Betankungszeit bei ca. 2 Minuten liegen wird.

Die Tanks sollen in Zusammenarbeit mit dem TÜV Thüringen noch in diesem Jahr die Zulassung gemäß StVZO erhalten. Als erstes Fahrzeug soll der isigo® H2.0 im zweiten Quartal des nächsten Jahres zum Straßenverkehr zugelassen sein und dann auf den Markt kommen. Prototypen sind bereits jetzt aber eben ohne jede Zulassung und mit vorgeschriebenen Auflagen erhältlich.