LOHC Technologie - Eine Übersicht

LOHC ist die Speicherlösung der Zukunft – wir erklären, wie sie funktioniert.

Als Liquid Organic Hydrogen Carrier (LOHC), also flüssiges Trägermedium für Wasserstoff, kommt das sogenannte Marlotherm zum Einsatz. Dieses ölartige Liquid wird in verschiedensten Anwendungen und Industrien bereits seit Jahren als Wärmeträgeröl eingesetzt. Vor einiger Zeit wurde seine Fähigkeit zur chemischen Bindung von Wasserstoff entdeckt. Durch das chemische Binden des Wasserstoffs lässt sich dieser entgegen der bisher gängigen Praxis auch unter Normalbedingungen lagern.

Dies macht die Handhabung von Wasserstoff nicht nur sicherer, sondern auch kostengünstiger. Denn durch LOHC muss das flüchtige Wasserstoffgas nicht mehr aufwändig und energieintensiv gekühlt oder komprimiert werden, um einen wirtschaftlichen Transport zu ermöglichen.

Ein m³ LOHC ermöglicht das sichere Speichern von 57 kg H2.

Was kann LOHC?

Mit LOHC haben wir die Möglichkeit zeitliche Schwankungen und auch örtliche Diskrepanzen zwischen der Erzeugung und dem Bedarf von Energie auszugleichen. Wasserstoff wird somit einfach transportierbar. Beispielsweise aus Norddeutschland, wo Wasserstoff mittels Windenergie hergestellt werden kann, in den Süden, wo der Wasserstoff in Raffinerien zur Senkung der CO2-Emissionen beitragen kann.

Auch der Einsatz an Tankstellen oder in Schiffsantrieben ist genauso denkbar, wie die Verwendung in der Glas- und Zementindustrie. Alle Bereiche in denen Wasserstoff einsetzbar ist, können und werden auch von LOHC als Wasserstoffspeicher profitieren.

Wie funktioniert LOHC?

Mit Drücken zwischen 30 – 50 bar und speziell für diesen anwendungsfall entwickelten Katalysatoren lässt sich das LOHC hydrieren, also Wasserstoff chemisch anbinden. Das dadurch entstehende hydrierte LOHC+ ist anschließend mittels der bekannten Infrastruktur für Kraftstoffe wie Benzin und Diesel handhabbar. Die Hydrierprozess ist exotherm. Die Nutzung der hierbei entwickelten Abwärme in anderweitigen Prozessen ist möglich und erhöht somit die Gesamtanlageneffizienz.

Wird der Wasserstoff wieder benötigt, beispielsweise in chemischen Prozessanlagen, der Stahlindustrie oder zur Versorgung von Brennstoffzellen, um elektrische Energie zu nutzen, kann dieser aus dem LOHC+ wieder herausgelöst werden.

Um das LOHC+ zu dehydrieren, also den Wasserstoff wieder aus dem Liquid zu lösen, durchläuft das LOHC+ einen Dehydrierreaktor, welcher den für diesen Prozess benötigen Katalysator enthält. Die Dehydrierung ist im Gegensatz zur Hydrierung eine endotherme Reaktion. Die nötige Energie muss daher hinzugefügt werden und kann beispielsweise systemintern durch die Nutzung des Wasserstoffs selbst zur Verfügung oder von anderen, externen Wärmequellen bereitgestellt werden.

Das dehydrierte LOHC- kann nun wieder zum Ort der Hydrierung zurückgeführt und erneut mit Wasserstoff beladen werden. Der Kreislauf ist geschlossen. Das LOHC selbst wird nicht verbraucht, sondern vielfach wiederverwendet. Die Lebenszeit erhöht sich zusätzlich durch die Möglichkeit der Aufreinigung, sobald dies nach diversen (De-)Hydrierzyklen nötig wird.

Was macht LOHC aus?

LOHC ist ein hitzebeständiges Öl mit einem Fassungsvolumen von 57 kg Wasserstoff pro 1 m3. Wasserstoff wird in einer chemischen Reaktion an einem Katalysator chemisch an das LOHC gebunden und entbunden.

Sicheres Wärmeträgeröl, seit Jahrzehnten im kommerziellen Einsatz

Globale Produktion in Raffinerien

Sichere Speicherung und Freisetzung / Transport unter Normalbedingungen (Normaltemperatur und Normaldruck) vs. Flüssigwasserstoff LH2 -252 °C (-487 °F) oder hoch toxisches Ammoniak - kein Boil-Off

50x kostengünstiger als Lithium-Ionen-Batterien

Verwendung vorhandener Infrastruktur

Unendlich wiederaufladbar

LOHC muss nur alle 7 Jahre gereinigt werden

LOHC öl h2 Industries

LOHC-Technologie macht Wasserstoff zum sicheren Stromspeicher

Durch die innovativen Lösungen von H2-Industries ist die Verwendung hochexplosiven Wasserstoffgases in der Stromspeichertechnik einfach, sicher und effektiv. Mit der LOHC-Technologie lassen sich große Strommengen umweltfreundlich und völlig ungefährlich speichern, transportieren und wieder freisetzen.

Energiespeicher im Vergleich

grafik speicherkapazitaet

Wasserstoff ist der ideale Energieträger. Er kann auch leicht mit erneuerbaren Energien hergestellt werden und ist in großen Mengen vorhanden. Wird er verbrannt, entstehen keine Schadstoffe.

H2-Industries baute darauf auf und entwickelte eine Lösung, die den Strommarkt revolutioniert: Die innovative LOHC-Speichertechnologie macht den Umgang mit dem Energieträger Wasserstoff völlig sicher. Das Gas kann nun risikolos und in großen Mengen gespeichert, transportiert und wiederverwendet werden.

Die LOHC-Technologie beruht auf Liquid Organic Hydrogen Carrier, einer ölartigen organischen Substanz, die Wasserstoff chemisch bindet. Verschiedene Substanzen sind dafür denkbar, H2-Industries nutzt Dibenzyltoluol, das in seinen physikalisch-chemischen Eigenschaften dem Diesel sehr ähnlich ist. Die chemische Speicherung von Wasserstoff im LOHC ermöglicht eine Lagerung unter Umgebungsdruck (p = 1 bar) und Normaltemperatur (T = 20° C). Ein weiterer Vorteil ist, dass der so gespeicherte Wasserstoff nicht flüchtig ist und somit auch keine Selbstentladung stattfinden kann. Das LOHC kann beliebig oft mit Wasserstoff be- und entladen werden.

LOHC im Vergleich

LOHC-Wertschöpfungskette

energiespeicherung h2 Industries

Hydrieren des LOHC

Die Energiespeicherlösungen von H2-Industries arbeiten mit der Beladung (Hydrierung) und Entladung (Dehydrierung) des LOHC, wobei Be- und Entladung zwei unabhängige Prozesse sind. Von besonderer Bedeutung ist dabei die besondere Katalysatortechnik, die gemeinsam mit einer der führenden Forschungseinrichtungen auf dem Gebiet – dem Leibniz-Institut für Katalyse (LIKAT) – entwickelt wurde.
Der chemische Prozess zum Speichern von Wasserstoff im LOHC wird unter Druck durchgeführt. So kann ein Elektrolyseur den Wasserstoff direkt liefern, eine zusätzliche energieintensive Kompression ist unnötig. Die chemische Reaktion, mit der der Wasserstoff im LOHC gebunden wird, findet in einer Hydriereinheit mit einer Schüttung aus porösen Edelmetallkatalysatoren und dosiertem LOHC statt. Bei dieser exothermen Reaktion wird Wärme freigesetzt, die in nachgeschalteten Prozessen weiter verwertet wird. Das mit Wasserstoff beladene LOHC+ (Perhydro-Dibenzyltoluol) wird schließlich in den Lagertank gepumpt.

hydrogenation

LOHC-Freisetzung

Die Rückgewinnung des Wasserstoffs aus dem beladenen LOHC+ findet bei einer Temperatur von 250 bis 300 Grad Celsius statt. Für diese endotherme Reaktion wird Wärme benötigt, die innerhalb des Reaktionsprozesses bereitgestellt wird. Der Freisetzungsprozess findet in einer Dehydrierungseinheit mit einem Katalysator statt. Hier wird die chemische Bindung zwischen Energieträger und Wasserstoff wieder gelöst. Der Wasserstoff wird gasförmig dem Reaktor entnommen und direkt in einer Brennstoffzelle in Strom umgewandelt. Das entladene LOHC- (Dibenzyltoluol) wird in einem Tank gelagert, bis es wieder benötigt wird. Der LOHC-Kreislauf ist geschlossen.
Ein Liter LOHC speichert in Form von Wasserstoff eine Kilowattstunde elektrischer und eine Kilowattstunde thermischer Energie. Bei der Rückverstromung durch eine Brennstoffzelle wird die elektrische Energie erneut zur Verfügung gestellt. Die Vorteile der LOHC-Technologie von H2-Industries sind beeindruckend: Sie ist sicher und umweltfreundlich, hat eine unbegrenzte Speicherkapazität, ist zudem wiederaufladbar und über lange Zeiträume stabil. Sie ist kompatibel mit der bestehenden Infrastruktur und konkurrenzlos günstig, der Strom-zu-Strom-Speicherpreis wird bei 3,5 Cent liegen.
In Verbindung mit Wind- oder Solarenergieanlagen macht die LOHC-Technologie von H2-Industries die Energiewende sicher, denn erneuerbare Energien sind von nun an grundlastfähig.

dehydrogenation