Mittwoch, 29. Juli 2015
Im kanadischen Ontario trafen sich im Mai Wasserstoff-Forscher zum fachlichen Austausch zu den unterschiedlichen Forschungsansätzen für die Wasserstoffproduktion. Dennis Thomey aus dem Institut für Solarforschung präsentierte die Ergebnisse des Forschungsthemas “Modellierung und Skalierung eines Solarreaktors zur Schwefelsäurespaltung als Teil eines Prozesses zur solarthermischen Wasserstofferzeugung“. Die Jury zeichnete die Autoren Dr. Nicolas Bayer Botero, Dennis Thomey, Alejandro Guerra Niehoff, Dr. Martin Roeb, Dr. Christian Sattler und Prof. Robert Pitz-Paal dafür mit dem "Best Paper Award" aus.
Wasserstoff, als möglicher Ersatz für fossile Brennstoffe, ist frei von CO2-Emissionen, wenn er aus Wasser mittels erneuerbarer Energie erzeugt wird. Stand der Technik hierzu ist die konventionelle Wasserelektrolyse, die jedoch einen niedrigen Gesamtwirkungsgrad aufweist, da zunächst Strom erzeugt werden muss. Dem gegenüber erfordert die direkte thermische Spaltung von Wasser Temperaturen weit über 2.000 Grad Celsius, um ausreichende Mengen von Wasserstoff zu erzeugen. Daher werden thermochemische Kreisprozesse eingeführt, die die Prozesstemperatur auf ein technisch handhabbares Niveau von etwa 1.000 Grad Celsius senken.
Der hybride Schwefelsäure-Prozess (HyS) ist ein zweistufiger Kreisprozess, der mittels Solarenergie Wasserstoff und Sauerstoff aus Wasser produziert. In der ersten Reaktion wird Schwefelsäure bei hohen Temperaturen unter Bildung von Schwefeldioxid und Sauerstoff gespalten; letzterer wird als Nebenprodukt abgetrennt. Das Schwefeldioxid wird zusammen mit Wasser bei ca. 80 Grad Celsius in der zweiten Reaktion elektrolytisch zu Wasserstoff und frischer Schwefelsäure umgesetzt, die zur ersten Reaktion zurückgeführt wird. Der Stromverbrauch für diese Elektrolyse beträgt nur etwa ein Zehntel des Verbrauchs von konventioneller Wasserelektrolyse, sodass der Energiebedarf für die Wasserstoffproduktion deutlich reduziert werden kann. Dies ist für eine industrielle Realisierung der Wasserstofftechnologie von entscheidender Bedeutung.
Der Solarreaktor zur Schwefelsäurespaltung ist das zentrale Element einer Pilotanlage im Solarturm Jülich
Im Projekt SOL2HY2 werden alle Schlüsselkomponenten des HyS-Prozesses (z.B. solare Schwefelsäure-Spaltung, Schwefeldioxid depolarisierte Elektrolyse, Gastrennung, Wärmespeicherung) entwickelt und in relevantem Maßstab demonstriert. Hierzu entwickelt das DLR eine Pilotanlage zur solaren Spaltung von Schwefelsäure in der Größenordnung von 100 kW für den Betrieb auf dem Solarturm in Jülich.
ICH2P – Internationales Forum für Wasserstoff-Forscher