Klimaneutrale Energie

Wasserstoffkraftwerk für Privathaushalte entwickelt

Robert Klatt

Ein neues Mini-Kraftwerk kann im eigenen Garten klimaneutral Wasserstoff erzeugen.

Potsdam (Deutschland). Wasserstoff ist ein besonders klimafreundlicher Energieträger, wenn in der Herstellung die Elektrolyse von Wasser mit Strom aus Wind- oder Sonnenkraft durchgeführt wird. Bisher existierende Pilotprojekte sind primär auf die großtechnische Erzeugung zum Beispiel an Offshore-Windanlagen oder bei großen Solarparks ausgerichtet. Sie stehen also in Gegenden, wo kaum Privathaushalte oder andere Verbraucher existieren. Der Wasserstoff muss deshalb ähnlich wie Erdöl erst aufwendig über weite Entfernungen transportiert werden.

Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Polymerforschung IAP  und des BTU Cottbus haben nun gemeinsam eine Anlage entwickelt, mit der Privathaushalte im eigenen Garten Wasserstoff produzieren können. Der zur Elektrolyse benötigte Strom der Anlage wird durch eine kleine, besonders effiziente Windkraftanlage klimaneutral erzeugt.

Neue Rotorblätter benötigen wenig Wind

„Das Windrad wird so klein ausgelegt sein, dass sich auch Privatleute eine solche Anlage in den Garten stellen können“, erklärt Holger Seidlitz. Dank der neuen Bauweise produziert der Propeller bereits bei wenigem Wind Strom. „Wir haben das Design der Rotorblätter daran angepasst und ihre Masse im Vergleich zu herkömmlichen Kleinwindanlagen um rund 30 Prozent verringert“, sagt Marcello Ambrosio.

Gleichzeitig sind die Rotoren aus einem speziellen Faserverbundwerkstoff so konzipiert, dass sie auch bei sehr starkem Wind nicht kaputtgehen. Bei einem Sturm verformen sich die Rotoren elastisch und reduzieren so die Belastung. „Damit drosselt die Anlage von allein die Rotationsgeschwindigkeit und nimmt keinen Schaden“, erklärt Seidlitz. Komplexe Steuertechnik und Mechanik wie bei großen Windkraftanlagen ist somit überflüssig.

Wasserstoffproduktion vor Ort

Anschließend wird der klimaneutral erzeugte Strom verwendet, um vor Ort Wasserstoff aus Wasser zu gewinnen. „Der Wasserstoff wird vor Ort in einem kleinen Elektrolyseur erzeugt und im Tank gespeichert“, erklärt Seidlitz. Verwendet werden kann der Wasserstoff dann zum Beispiel zum Antrieb einer Brennstoffzelle, die Strom und Wärme liefert oder um Wasserstoffautos zu Hause zu betanken.

Zylindrische Tanks aus Carbonfaser-Streifen

In der Industrie wird Wasserstoff meist in druckfesten Stahlbehältern gelagert. Diese benötigen aber viel Material und sind dank ihres hohen Gewichts für Privathaushalte ungeeignet. Die Wissenschaftler haben deshalb einen zylindrischen Tank entwickelt, der aus mit Kunstharz getränkten Carbonfaser-Streifen produziert wird. Integrierte Sensoren sollen eventuelle Leckagen früh bemerken und damit die Sicherheit beim Endkunden garantieren. „Aktuell arbeiten wir mit 3D-Druckern, die elektrisch leitfähige Tinten verarbeiten können. Diese arbeiten wir direkt in den Faserverbund ein“ erklärt Marcello Ambrosio.

Wann das fertige System auf den Markt kommen soll, ist noch nicht bekannt. Das australische Unternehmen Lavo hat mit dem Green Energy Storage System bereits eine ähnliche Lösung entwickelt, die im vierten Quartal 2021 für unter 20.000 Euro auf den Markt kommen soll. Statt eines Windkraftwerks wird der Strom in diesem Fall aber durch Solarzellen erzeugt, die im Preis noch nicht enthalten sind.

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