Speicherung

Gase werden vor allem in Behältern bis zu 300 bar gespeichert, dank neuer Technologien und Materialien sind aber auch Drücke von über 700 bar realisierbar. Die volumetrische Energiedichte bei einem Druck von 300 bar oder 700 bar entspricht 20 kg/m³ bzw. $40 kg/m³. Bei einem Enddruck von 300/800 bar werden etwa 10%/15% des Energiegehaltes von Wasserstoff verbraucht, was ein Nachteil der Druckspeicherung von Wasserstoff darstellt. Verhindert das Material des Druckspeichers die Diffusion von Wasserstoff, so kann dieser verlustfrei gespeichert werden, da es sich um ein geschlossenes System handelt.

Behälter

Zur Speicherung von Wasserstoff können vier verschiedene Arten von Tanks zum Einsatz kommen. Die endgültige Wahl des Speichers hängt von der erforderlichen technischen Leistung und den damit verbundenen Kosten ab. Zusätzlich wird die Auswahl des Materials durch Effekte wie Wasserversprödung oder Wasserstoffpermeation eingeschränkt.

Behälter des Typs I speichern Wasserstoff bei einem Druck zwischen 150 und 300 bar; dieser Behältertyp ist am weitesten verbreitet und am billigsten. Solche Druckbehälter werden meist aus niedrig legiertem Stahl und einem geringen Anteil von etwa 5% Chrom, Nickel oder Molybdän hergestellt. Die leichte Formbarkeit und Schweißbarkeit des Materials ist ein Vorteil, aber es sind hohe Wandstärken erforderlich, was diese Art von Behälter sehr schwer macht. Daher kann er nicht als Kraftstofftank für Kraftfahrzeuge verwendet werden. Tanks des Typs III oder IV werden für Kfz-Anwendungen verwendet. Diese Tanks bestehen aus einer Auskleidung, die in direktem Kontakt mit dem Wasserstoff steht. Die Aufgabe der Auskleidung ist es, die Gasdichtigkeit zu gewährleisten und die Schnittstelle für die Tankventileinheit zu bilden. Die Auskleidung von Tanks des Typs III besteht in der Regel aus Aluminium und hat gegenüber Polymerauskleidungen den Vorteil, dass die Wasserstoffpermeation vernachlässigbar ist. Darüber hinaus wird der Innendruck durch eine metallische Auskleidung aufgefangen. Die Auskleidung von Behältern des Typs IV bestehen in der Regel aus einem thermoplastischen Kunststoff (HDPE oder PA) und weisen die besten mechanischen Eigenschaften für einen Druckbehälter auf.

Um die erforderliche Festigkeit zu gewährleisten, wird der Liner mit Harz imprägniert und nach der Herstellung mit Kohlenstofffasern beschichtet. Da Fasertypen wie Aramid- oder Glasfasern nicht die gleiche Steifigkeit, Festigkeit, Haltbarkeit und Kriechbeständigkeit wie Kohlenstofffasern aufweisen, werden Kohlenstofffasern trotz ihres hohen Preises bevorzugt.

Vorteile

• Wasserstoff kann in dieser Form lange Zeit verlustfrei gespeichert werden.
• Hochdrucktanks eigen sich vor allem für kleine Volumina.

Nachteile

• Im Vergleich zu flüssigem Wasserstoff hat Wasserstoff in Drucktanks eine relativ niedrige Energiedichte.
• Es sind keine Formtanks möglich.