Sieger im Cluster Energie/Umwelt/Solarwirtschaft 2015

Tankanzeige für Wasserstoff 

Ein neuer Sensor erlaubt die präzise Füllstandmessung in Metallhydrid-Wasserstoffspeichern.

In Folge der Energiewende kommt Wasserstoff (H2) als Speichermedium eine große Bedeutung für die stabile Versorgung mit Strom und Gas zu. Dabei bieten Metallhydrid-basierte H2-Speicher mehrere Vorteile: Eine hohe Speicherdichte, kompakte Bauformen und hohe Sicherheit dank niedriger Drücke. Bei diesem Prinzip werden unter leichtem Überdruck Wasserstoffatome an ein Metall gebunden, es entsteht ein Metallhydrid (MH). Durch Druckerniedrigung wird der Prozess umgekehrt, der Wasserstoff und die gespeicherte Energie wieder freigesetzt. Weil dabei nur sehr geringe Druckänderungen auftreten, ist der Füllstand eines MH-Speichers nicht unmittelbar anhand des Gasdrucks messbar.

Deshalb hat das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung aus Dresden einen neuen Füllstandsensor für MH-Wasserstoffspeicher entwickelt. Dieser nutzt den Umstand, dass es bei Aufnahme und Abgabe des Wasserstoffs zu einer Volumenänderung des Metalls kommt. Wird die Ausdehnung während der H2-Aufnahme eingeschränkt, so entwickelt sich eine mechanische Kraft, die sich mit Sensoren messen lässt. Dank des linearen Zusammenhangs ist der Füllstand des MH-Speichers schnell und präzise messbar. Das System wird als Bypass im Speicher integriert und ist für alle marktüblichen Metallhydrid-Wasserstoffspeicher nachrüstbar. Der kostengünstige Sensor ist für den Langzeitbetrieb von mehreren zehntausend Zyklen ausgelegt. Bis Ende 2016 soll der Prototyp bis zur Serienreife entwickelt sein. Aktuell laufen Gespräche mit Unternehmen über praktische Tests.

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