Zurzeit wird Wasserstoff in kommerziellen Anwendungen entweder gasförmig in Hochdruckflaschen bei Raumtemperatur oder flüssig bei -253 Grad C in Kryotanks gespeichert. Als nachteilig erweist sich dabei zum einen das große Volumen, das Wasserstoff bei Raumtemperatur einnimmt, zum anderen sind die sehr geringen Temperaturen mit hohem technischen Aufwand verbunden. Der Beitrag stellt zwei Alternativen zu diesen konventionellen Ansätzen vor, bei denen Wasserstoff mittels physikalischer Adsorption (Physisorption) gespeichert wird, das heißt, die H2-Moleküle werden als solche auf der Oberfläche eines porösen Materials angelagert. Das Material wirkt gewissermaßen als Schwamm für Wasserstoff, ohne diesen chemisch zu verändern. Der Adsorptionsprozess ist vollständig reversibel und läuft sehr schnell ab, was eine kurze Betankungszeit beim Einsatz in Kraftfahrzeugen ermöglicht. Das Material muss zwar gekühlt werden, dies jedoch nur auf die relativ 'hohe' Temperatur von etwa -200 Grad C. Der Beitrag diskutiert im weiteren ausführlich die Eigenschaften und Funktionsmechanismen von kohlenstoffbasierten Nanomaterialien und metallorganischen Gerüsten, die auch als MOF (Metal Organic Framework) bezeichnet werden. So erweist sich als bestes Adsorbens der kohlenstoffbasierten Materialien hochporöse Aktivkohle, die großtechnisch hergestellt werden kann und die bei -196 Grad C und einem Druck von 60 bar eine Wasserstoffaufnahme von 4,5 Gew.-% erreicht. Bei den MOFs weist MOF-5 derzeit die größte Wasserstoffaufnahme von 5 Gew.-% bei -196 Grad C auf, wobei MOF-5 aus Zn-Ionen (Zn4O-Tretraeder) sowie dem organischen Liganden Terephtalsäure besteht. Der Beitrag schließt mit dem Fazit, dass die Physisorption bei tiefen Temperaturen aufgrund ihrer hohen Speicherdichten, der vollständigen Reversibilität und der schnellen Betankungszeit eine vorteilhafte Alternative zu chemischen Speichermethoden darstellt.
Poröse Festkörper als Wasserstoffsspeicher. Physisorption könnte das Speicherproblem lösen
HZwei. Das Magazin für Wasserstoff und Brennstoffzellen ; 7 , Jul ; 9-11
2007
3 Seiten, 3 Bilder, 8 Quellen
Article (Journal)
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