Speicherung, Transport

Me2H2: Eisen-Dampf-Prozess zur bedarfsgerechten Bereitstellung von Wasserstoff

Grünem Wasserstoff kommt eine Schlüsselrolle bei der Dekarbonisierung der Industrie zu. Dazu muss Deutschland zukünftig einen erheblichen Teil des benötigten Wasserstoffs aus Ländern importieren, in denen viel regenerative Energie verfügbar ist. Der Transport und die Lagerung müssen kostengünstig, umweltfreundlich und mit möglichst geringen energetischen Verlusten über weite Strecken möglich sein.

Das Foto zeigt eine Dampfwolke vor dunkelblauem Hintergrund.
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Der im Projekt Me2H2 verfolgte Ansatz beruht auf dem seit langem bekannten, sogenannten Eisen-Dampf-Prozess. Mit Methoden der modernen metallurgischen Prozesstechnik entwickeln die Projektbeteiligten Reaktoren und Verfahren, mit denen optimierte Oxide auf Eisenbasis mit Grünem Wasserstoff zu Metall reduziert werden können.

Dieses Metall kann, gegebenenfalls in den Behältern, in denen auch die chemischen Umwandlungen erfolgen, zum Bestimmungsort transportiert werden. Dort erfolgt die Oxidation des Metalls mit Wasserdampf, wobei Wasserstoff entsteht. Anschließend wird das oxidierte Material wieder an den Ort mit verfügbarem Grünen Wasserstoff transportiert und dort erneut zu Metall reduziert. So werden metallisches Eisen und Eisenoxid in einem Kreislauf geführt. Dadurch wird es möglich, chemisch gebundene Energie flexibel zu Orten zu transportieren, an denen sie benötigt wird, ähnlich wie bei einer Stromleitung Energie in Form von Strom transportiert wird.

Insbesondere für Regionen mit knappen Ressourcen an Trinkwasser ist dieses Verfahren sehr interessant, da bei der Reduktion von Eisenoxid zu metallischem Eisen Wasser abgespalten wird. Dieses Wasser kann dann wiederum für die Produktion von Wasserstoff genutzt werden und schont damit die örtlich mitunter knappen Wasserressourcen.

Das Ziel des Vorhabens Me2H2 ist es, neben einer optimierten Verfahrenstechnik ein geeignetes Legierungssystem auf Eisenbasis zu entwickeln. Dieses soll zunächst im Labormaßstab auf seine Eignung hin überprüft werden und dann als Vorlage für ein Konzept zur großskaligen Umsetzung dienen. So liefert Me2H2 das Grundlagenwissen für eine Optimierung des Eisen-Dampf-Prozesses, der Eisenlegierungen im industriellen Maßstab für die Wasserstoffherstellung bereitstellen kann.

Langtitel: Eisen-Dampf-Prozess zum Transport und zur Speicherung von Wasserstoff

Förderkennzeichen: 03SF0658A

Gesamtfördersumme: ca. 1,4 Mio. Euro

Partner: Universität Duisburg Essen (Koordination), Technische Universität Clausthal, Leibniz-Institut für Werkstofforientierte Technologien

Projektlaufzeit: 01.08.2022 – 31.07.2025

Kontakt in das Projekt:

Prof. Dr.-Ing. Rüdiger Deike
Koordinator des Projekts Me2H2
Universität Duisburg Essen

+49 (0) 203 379-3455

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