Wasserstoff-Elektrolyse für den Heimgebrauch: Forscher bringen grüne Energie in Privathaushalte

Wasserstoff gilt als ein Energieträger für die Zukunft. Zumindest dann, wenn er unter dem Einsatz von erneuerbaren Energiequellen gewonnen wird. Wenn Wasserstoff aber in Privathaushalten eingesetzt werden soll, gilt es vorher noch, das Transportproblem zu lösen. Oder man gewinnt ihn eben vor Ort. Ein Ansatz von Forschern des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Polymerforschung IAP und der BTU Cottbus will nun genau das erreichen: Die Wissenschaftler entwickeln eine Anlage mit kleinen, effektiven Windrädern, mit deren Strom dann direkt Wasserstoff mittels Elektrolyse gewonnen werden kann. Die Anlage passt in den Garten von Privathaushalten.

Leichte, effiziente Windanlagen erzeugen den Strom

Anlagen, in denen Strom aus der Sonne oder aus Wind genutzt wird, um durch Elektrolyse Wasserstoff herzustellen, sind bisher eher auf großtechnische Erzeugung ausgelegt. Alternativen, die auch in kleinen Maßstäben funktionieren, sind noch recht rar. Der Ansatz des Teams rund um Holger Seidlitz setzt genau da an. „Das Windrad wird so klein ausgelegt sein, dass sich auch Privatleute eine solche Anlage in den Garten stellen können„, erklärt er das Projekt. Dafür wurde eigens ein neuer Propeller konzipiert, der auch bei schwachem Wind Strom erzeugen kann. „Wir haben das Design der Rotorblätter daran angepasst und ihre Masse im Vergleich zu herkömmlichen Kleinwindanlagen um rund 30 Prozent verringert„, erläutert Marcello Ambrosio vom Fraunhofer IAP.

Dabei kommt ein spezieller Faserverbundwerkstoff für die Rotoren der Anlage zum Einsatz, der aus einer Mischung aus Faserstreifen und Kunstharz besteht. Eine automatisierte Anlage platziert die mit flüssigem Harz getränkten Fasern dabei präzise in einer Form, wo sie aushärten und zu Rotorblättern werden. Dank der präzisen Technik werden Überlappungen verhindert und so die Masse der Bauteile klein gehalten.

Die neuen Rotoren halten außerdem auch Starkwind stand, indem sie sich unter dem Druck des Windes elastisch verbiegen. Die Anlage kann so quasi von alleine ihre Rotationsgeschwindigkeit verringern und Schäden vermeiden. Die ersten Freilandtests für die Windanlagen sind bereits in einigen Monaten geplant.

Wasserstoff aus dem eigenen Garten

Mit Hilfe des durch die Windanlage erzeugten Stromes wird dann Wasserstoff aus Wasser gewonnen. „ Der Wasserstoff wird vor Ort in einem kleinen Elektrolyseur erzeugt und im Tank gespeichert„, so Seidlitz. Mit dem Gas kann denn etwa eine Wasserstoffzelle im Haus betrieben werden. Besitzer von Wasserstoffautos könnten außerdem ihren Wagen direkt zu Hause betanken.

Auch an entsprechenden Tanks für den Wasserstoff arbeiten die Forscher. Dabei sollen zylindrische Tanks aus mit Kunstharz getränkten Carbonfaser-Streifen zum Einsatz kommen, die deutlich leichter sind als die für den industriellen Einsatz gedachten Stahltanks. Spezielle Sensoren sollen Leckagen detektieren. „ Aktuell arbeiten wir mit 3D-Druckern, die elektrisch leitfähige Tinten verarbeiten können. Diese arbeiten wir direkt in den Faserverbund ein„, so Ambrosio.

via Fraunhofer Gesellschaft