Forscher der KU Leuven in Belgien haben ein Wasserstoffmodul entwickelt, das Wasserdampf aus der Luft mit Hilfe von Sonnenlicht direkt in Wasserstoffgas umwandelt. Sie erklärten, dass es 250 Liter Wasserstoff pro Tag mit einem Wirkungsgrad von 15 Prozent produziert. Die belgischen Forscher entwickeln es im Projekt „Solhyd“. Dies befindet sich aktuell in der Übergangsphase von der Forschung zur Anwendung.
Kurz gesagt handelt es sich bei den Wasserstoffmodulen um Module, die Sonnenenergie nutzen, um Wassermoleküle zu spalten und Wasserstoffgas zu erzeugen. Das bedeutet, dass nur die trockensten Orte auf der Erde zu wasserarm sind, damit Wasserstoffmodule effizient arbeiten können. Sie ähneln den klassischen Solarmodulen, sind aber nicht mit einem Stromkabel, sondern mit Gasschläuchen verbunden.
Konkret wird die Elektrizität von der obersten Schicht des Solarmoduls erzeugt, darunter befindet sich ein Röhrensystem, in dem der Wasserstoff aus Wassermolekülen gewonnen wird, die mithilfe einer Membran direkt aus der Luft gewonnen werden.
„Die ‚Solhyd‘-Wasserstoffmodule sind mit den meisten handelsüblichen modernen Photovoltaik-Modulen kompatibel, die direkt an unser System angeschlossen werden. Auf diese Weise können wir von den laufenden Entwicklungen und Kostensenkungen in der Photovoltaik-Industrie profitieren“, erklärt der KU Leuven-Forscher Jan Rongé auf Anfrage von pv magazine. „Um diese Synergie noch zu verstärken, sind die „Solhyd“-Wasserstoffmodule mit den üblichen Photovoltaik-Montagesystemen kompatibel“.
Die Forscher beschreiben das Wasserstoffmodul als klein, modular und ideal für die dezentrale Produktion. Sie schätzten, dass 20 dieser Module den ganzen Winter über Strom und Wärme für ein gut isoliertes Haus mit einer Wärmepumpe liefern könnten. Zusammen mit einem thermischen Solarkollektor und herkömmlichen Sonnenmodulen könnten die Wasserstoffmodule das ganze Jahr über Häuser heizen und Strom liefern.
Foto: Comate
„Die Wasserstoffmodule selbst speichern keinen Wasserstoff und arbeiten mit sehr niedrigem Druck. Dies hat mehrere Sicherheits- und Kostenvorteile. Der Wasserstoff wird zentral in der Anlage gesammelt und dann bei Bedarf komprimiert“, so Rongé. „Wasserstoff kann in komprimierter Form unbegrenzt gelagert werden. Natürlich gibt es Anwendungen, die keine Komprimierung benötigen oder andere Speichermethoden verwenden.“
Rongé sagt weiter: „Kurzfristig zielen wir vor allem auf mittelgroße Anwendungen wie Notstromversorgung, Logistik, Schwertransport, aber auch auf die Energieversorgung im globalen Süden. Später kann man sich alles vorstellen, von der Ammoniakproduktion im großen Maßstab bis hin zu kleinen netzunabhängigen Systemen.“
Die Forscher erklären, dass sie eine ähnliche Kostenkurve für das System wie bei der Photovoltaik voraussehen. Sie weisen darauf hin, dass sie nicht-edle Materialien verwenden, um die Wasserstoffmodule erschwinglich zu halten. Seit dem Start des Projekts im Jahr 2011 haben sie mehrere Prototypen getestet und sind bereit, die industrielle Produktion von Wasserstoffmodule aufzunehmen.
Im September zogen die Forscher mit ihrem „Solhyd“-Projekt von den Universitätslabors in eine neue 350 Quadratmeter große Produktionsstätte in der Nähe der belgischen Stadt Leuven um, wo mit Hilfe der flämischen Regierung Pilot-Produktionslinien eingerichtet wurden. Zunächst wird das Team ein paar Dutzend Wasserstoffmodule für kleine Pilotprojekte herstellen. Doch bis 2026 will das Team die Produktion auf 5.000 Module pro Jahr hochfahren. „Zum jetzigen Zeitpunkt gehen wir davon aus, dass das Produkt ab 2026 kommerziell verfügbar sein wird“, so Rongé. „Wenn wir die Massenproduktion erreichen, wird der Preis in der Nähe des Preises der heutigen Photovoltaik-Module liegen.“
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Sehr interessant und könnte evtl. der h2-Technik auf dezentraler Ebene zum Durchbruch verhelfen. Aber ich verstehe einiges nicht:
„herkömmliche Sonnenmodule“ – ist damit PV- oder Solarthermie gemeint? Und warum?
„…dieser Module den ganzen Winter über Strom und Wärme für ein gut isoliertes Haus mit einer Wärmepumpe liefern könnten“ – Wenn mit dem PV-Strom h2 auf dem Dach produziert wird, dann bräuchte es doch eine Brennstoffzelle und nicht eine Wärmepumpe? Oder soll der Wasserstoff gar nicht fürs Gebäude, sonst für andere Anwendungen genutzt (verkauft?) werden? Dann würden diese Anlagen aber nicht „den ganzen Winter über Strom und Wärme für ein gut isoliertes Haus“ liefern, die Wasserstoffproduktion wäre „nur“ (ein sehr sinnvoller) Zusatznutzen?
Hier bitte mehr Infos.
Eine schöne Idee, jedoch aus meiner Sicht um 20 Jahre zu früh. Fas Ziel sollte jetzt sein: 100 % erneuerbar Strom und Den Überschuss mittels Wasserstoff zu speichern und damit Dunkelflauten auszugleichen. Bei weiterem Überschuss kann der Wasserstoff dann für industrielle Prozesse genutzt werden. Wenn dieses Stadium erreicht ist (deutlich mehr als 100 % erneuerbare Energien) kann man über wasserstoffproduzierende Module nachdenken.
Zuerst 100% erneuerbaren Strom und dann Wasserstoff. Vor drei Jahren hat diese Denkweise noch gestimmt. Jetzt überhaupt nicht mehr. Ohne Wasserstoff bekommen wir die wärmewende nicht hin. Wasserstoff ist ein Tausendsassa und man kann ihn im Gegensatz zum Strom viel besser langfristig lagern. Kombinierte Wind-und Solarparks produzieren jetzt schon nur Wasserstoff und die Abwärme wird für Heizenergie verwendet. Nur und nur so kommen wir vom Erdgas weg. Die wasserstoffanlagen müssen auch rund ums Jahr laufen um effektiv und wirtschaftlich zu sein. Gleichzeitig müssen wir auf 100% grünen Strom kommen und nicht nacheinander.
Wie soll beides gleichzeitig denn funktionieren? … woher nehmen Sie den zusätzlichen Ökostrom?
Da sind doch die Effizienzen im Weg, wenn es schnell gehen soll. Für jede aus Wasserstoff erzeugte kWh muss dreifach mehr oder schneller zugebaut werden. Und da wir noch lange nicht bei 100% sind, kann doch nur eine (nicht kleine) Verzögerung dabei herauskommen… die Verzögerung betrifft ja nicht nur den Wirkungsgrad, auch der Aufwand ist bei der smarten Direktnutzung bzw. Sektorenkopplung oder Batteriespeicherung erheblich geringer. Insofern bin ich ganz klar der Meinung, dass wir zuallererst die schnell wirksamen effizienten Methoden angehen sollten, und wenn wir dort an die Grenzen kommen, können wir uns die ineffiziente Speicherung erlauben… aus meiner Sicht geht das im großen Stil erst in den Dreißigern.
Ineffizient bis zum geht nicht mehr!
Schade um die vielen F&E Ressourcen die da vergeudet werden. Hat leider damit zu tun, dass H2 so gehypt wird.
Siehe dazu
https://www.linkedin.com/feed/update/urn:li:activity:6996599960477597697?commentUrn=urn%3Ali%3Acomment%3A%28activity%3A6996599960477597697%2C6996677162636374016%29
Da wird ja ganz unverblümt gemutmaßt, dass es um die Einwerbung von Investorengeldern geht. Staatliche Forschungsförderung wäre natürlich besser. Deren Ergebnisse müssen dann veröffentlicht werden, auch wenn das Projekt die Hoffnungen nicht erfüllt. Mit privaten Investorengeldern wird eine Weile vor sich hingewurschtelt, und dann wird das Projekt sang- und klanglos begraben, wenn es die Hoffungen nicht erfüllt hat. Der nächste fängt dann genauso ergebnislos wieder von vorne an.
250l H2 bei Atmosphärendruck haben einen Energieinhalt von 0,75kWh. Das muss schon ein sehr kleines Modul sein, wenn das 15% Wirkungsgrad bedeutet. Die gegebenen Infos sind noch sehr schwammig, u.a. fehlt die Größe des Moduls, das diese 250l H2 produzieren kann. Der Ansatz, marktgängige PV-Module für die Stromproduktion zu verwenden, ist sicher vernünftig. Warum man den Wasserstoff dann direkt darunter produzieren muss, wird aus dem Artikel nicht klar. Will man da Wärme oder nicht absorbierte Spektralbereiche des Sonnenlichts nutzen? Sind da dann Katalysatorflächen, an denen die Wasserdissoziation stattfindet? Wenn man kurz vor der Kommerzialisierung stehen, muss man diese Fragen doch klar beantworten können.
Spannende Idee! An allen Ecken und Enden kommen Ideen auf die Welt und werden ausprobiert. Das ist doch klasse.
Einfach nicht auf die Deutschen hören und weitermachen bitte.
15% Wirkungsgrad ist lächerlich. Zumal der Wasserstoff dann wieder in Strom umgewandelt werden muss – wobei wieder Verluste anfallen. Wer sich sowas statt einem einfachen Stromspeicher aufs Dach packt hat echt keine Ahnung
Die Herstellung von Wasserstoff ist ein Kinderspiel. Die große Frage, was man mit dem Gas dann sinnvolles anfängt, beantwortet dieser Artikel nur mit „wird bei Bedarf komprimiert“. Der Umfang des Beitrages hätte durch die Redaktion auf Null komprimiert werden sollen, denn es gibt einen Bedarf für sinnvolle Auswahl.
Interessantes Thema, aber der Artikel ist sehr schlecht geschrieben. Eventuell liegt es an der Übersetzung? Oder der Autor versteht die technischen Zusammenhänge nicht?
Es ist sehr interessant zu beobachten, dass selbst Wissenschaftler immer wieder den Blick auf die Effizienz werfen und deshalb den Ökostrom forcieren. Dabei ist es mindestens genau so entscheidend, dass Energie bedarfsgerecht verfügbar ist – 24St/365Tage. Genau hier ist die Stärke von Wasserstoff, der sich in FC-Modulen mit hoher Effizienz zurück verstromen lässt – wenn diese dort stehen, wo gleichzeitig ein Strom und Wärmebedarf vorhanden ist. Eben in unseren Wohnungen. Gerade das ermöglicht ja auch den Rund um die Uhr Betrieb von Wärmepumpen mit ökologisch erzeugter Energie.
Da solche Verfahren durch weitere ergänzt werden (z.B. H2 via Synthesegas aus nahezu beliebigen Kohlenstoffträgern wie Klärschlamm, Plastik etc.) und man mittlerweile auch zugibt, dass das Gasnetz für den H2-Transprt geeignet ist, spricht vieles für Wasserstoff. So kostet der Transport von Strom via Fernleitung etwa 10x mehr als der Transport von Gas in Rohrleitungen. Ganz klar – pro Wasserstoff und regionalen Ökostrom.
Wirkungsgrad- von 0 ist 90% auch null, Da sollte man die bewertung von den Fossilen nicht einfach ūbernehmen. Und wenn da keine ‚ Edlen und Umweltachädliche Rohstoffe verbaut werden, ist das doch ein Guter Schritt ( nicht zu vergessen die Grau EnergieVerbrauch z. B. bei Batterien ) Bleibt nur noch zu bedenken wie das wohl mit der Besteuerung aussehen wūrde wenn die Wegfallen..
Bei einer neuentwicklung wūrde ich auch nicht die letzten Technischen detaills verständlich , im doppelten Sinne, wiedergeben. Die Praxis wird es zeigen zu guter letzt. Macht weiter….Gruß BaxterMSK
Welchen Vorteil die Kopplung von Stromerzeugung und Wasserstofferzeugung hat, bleibt der Artikel uns schuldig.
Ich würde mir jedenfalls keine Wasserstoffleitung aufs Dach bauen. M.E. ist es sinnvoller die H2-Erzeugung, H2-Speicherung und die Gas2Power-Wandlung außerhalb von Wohngebäuden durchzuführen.
D.h. auch künftig nur normale PV aufs Hausdach!