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"Die Endothermie ist ein zentrales Sicherheitskriterium", betont er. Übrig bleibt das energiearme N-Ethylcarbazol, das an der Tankstelle aus dem Fahrzeugtank abgesaugt und wieder hydriert wird. "Der Kreislauf wird nicht mehr über die Atmosphäre, sondern über einen Stoffkreislauf geschlossen", so Arlt. Der Tanklaster, der Perhydro-Carbazol liefere, könne das "entladene" N-Ethylcarbazol zum nächsten Wind- oder Solarpark liefern, wo es den unstet erzeugten Strom puffern und bei Flaute zurück ins Netz speisen könne. Zudem könne die Hydrierung Leistungspeaks der Anlagen abschöpfen und zur Netzstabilisierung beitragen. Abnutzung wie bei Batterien drohe dabei nicht. Zu den Vorteilen kommt die Energiedichte des Perhydro-Carbazols, das laut Arlt unter Normaldruck (1, 01325 bar) rd. 50% mehr H2 je 1 m3 enthält als ein 700-bar-Tank und mit 1, 9 kWh/kg fast 10-mal mehr Energie speichert als heute verfügbare Li-Ion-Akkus. Zwar ist der Heizwert von Sprit mehr als sechsmal so hoch. Wasserstoff druckbehälter 700 bar sur seine. Doch weil Brennstoffzellen weit effizienter arbeiten als Verbrennungsmotoren, lassen sich mit Carbazol Reichweiten konventioneller Pkw schon mit verdoppeltem Tankvolumen realisieren.
Damit das gelingt, ist ein abgestimmtes, optimiertes Werkstoff- und Bauteilkonzept für den Druckbehälter notwendig«, sagt Fabian Richter, Entwicklungsingenieur bei Hexagon, der das bis 30. November 2021 laufende Projekt koordiniert. Besonders geeignet, um dieses Ziel zu erreichen, sind Kunststoff-Hybridtanks. Ummantelt werden solche Behälter von einem faserverstärkten Kunststoff als lasttragender Struktur. Innen liegt ein thermoplastischer Kunststoff-Liner, der die Gasdichtheit gewährleistet. Dazu kommen Metall-Elemente an den Enden des Behälters. Sichere und leichte Hochdrucktanks für Speicherung und Transport von Grünem Wasserstoff - Fraunhofer IMWS. »Dieser Multimaterialcharakter bringt einige Herausforderungen mit sich. Alleine die Ummantelung selbst ist wiederum ein Hybridverbund aus kohlenstoff- und glasfaserverstärkten duroplastischen Kunststoffen«, erklärt Richter. Einige Probleme wie Wasserstoffversprödung oder Korrosion sind zwar ausgeschlossen, weil für den Liner kein metallischer Werkstoff, sondern Kunststoff eingesetzt wird. Für den Betrieb bei bis zu 1000 bar gibt es dennoch einige offene Forschungsfragen: Wie verhält sich das Laminat aus faserverstärktem Kunststoff, wenn der Tank befüllt oder entleert wird?
Doch hinter vorgehaltener Hand berichten Experten von Problemen mit Verdichtern an Tankstellen und schleichendem Entweichen des H2 aus den Hochdrucktanks. Auch deren Kosten machen den Autoherstellern zu schaffen – ganz zu schweigen vom rudimentären Tankstellennetz. Carbon-Nanotubes entpuppen sich als schlechte Speicher für Wasserstoff Auf der Suche nach Alternativen haben sich Forscher in den letzten 20 Jahren viel einfallen lassen. 700-bar-Wasserstofftank für die Automobilindustrie - gwf-gas.de. In den 1990er-Jahren wurden Carbon-Nanotubes (Kohlenstoffröhrchen im Nanomaßstab) hoch gehandelt. An ihnen sollten Wasserstoffatome andocken und dann im Fahrzeugbetrieb gelöst werden. Doch ihre Kapazität blieb weit hinter damaligen Prognosen zurück: Statt zwei Drittel speichern sie 2% ihres Eigengewichts an Wasserstoff. Auch andere Ansätze, die flüchtigen Atome per Adhäsion zu bändigen, brachten noch keinen Durchbruch. Max-Planck-Forscher experimentieren mit Metall-Organischen Gerüststrukturen (MOFs), in deren Poren sich H2 anlagert. Zwar übertrifft ihre Kapazität die der Nanotubes um ein Dreifaches, doch für den Einsatz in Autos reicht das nicht.