Grün erzeugte Energie in Form von Eisen transportieren: Das ist die Vision eines vom Bundesforschungsministerium geförderten Projekts unter der Koordination der Universität Duisburg-Essen (UDE). Mittels Sonnenenergie hergestellter Wasserstoff, eine chemische Reaktion und der Transport in Metallform führen zu einem nachhaltigen Kreislauf. Zusammen mit Partnern aus Clausthal und Bremen sowie assoziierten Industriepartnern will das Team ein Konzept für dessen Umsetzung im industriellen Maßstab erarbeiten.
Wasserstoff (H2) ist hochentzündlich, leicht flüchtig und versprödet viele Materialien. Diese Kombination macht den Transport bisher aufwendig und wenig effizient. Eine Möglichkeit ist es, Wasserstoff als Ammoniak zu lagern und zu transportieren. Ein Team um Rüdiger Deike, UDE-Professor für Metallurgie und Umformtechnik, verfolgt hingegen einen alternativen Ansatz. An einem Ort mit hoher Sonneneinstrahlung könnte Solarstrom für die Elektrolyse eingesetzt werden. Bei einer nachgelagerten chemischen Reaktion kommt Eisenerz (Eisenoxid) zum Einsatz. Hier entsteht Eisen durch die Reduktion mit Wasserstoff und wird in Form von Minibriketts oder kugelförmigen Pellets ohne Umweltrisiko verschifft. Am Bestimmungsort wird die umgekehrte Reaktion initiiert, um wieder Wasserstoff und Eisenoxid zu erhalten.
Obwohl der grundlegende Eisen-Dampf-Prozess schon lange bekannt ist, sei noch viel ungeklärt, heißt es. Die Ingenieure wollen grundsätzlich geeignete Eisenlegierungen identifizieren, die möglichst beliebig oft und ohne Verlust die chemischen Reaktionen durchlaufen können. Dies sei erforderlich, um die effizienteste Kombination zu entwickeln, „aus den besten Materialsystemen und der darauf angepassten Verfahrenstechnik“, sagt Projektkoordinator Deike.
Das Projekt „Me2H2 Eisen-Dampf-Prozess“ umfasst in großen Teilen Grundlagenforschung. Dennoch soll am Ende ein Konzept stehen für die Prozess- und Anlagentechnik im großen, industriellen Maßstab. Das Bundesforschungsministerium (BMBF) fördert das soeben gestartete Projekt innerhalb des Ideenwettbewerbs „Wasserstoffrepublik Deutschland“ für drei Jahre mit einer Gesamtsumme von 1,3 Mio. €. Neben der UDE sind die Technische Universität Clausthal sowie das Leibniz-Institut für Werkstofforientierte Technologien (IWT) Bremen beteiligt. Assoziierte Partner sind die thyssenkrupp Steel Europe AG und die SMS group GmbH.
Erst kürzlich hat die Uni Mainz über das Projekt „Clean Circles“ berichtet, das ebenfalls auf der Idee beruht, elektrische Energie aus Erneuerbaren in Eisen zu speichern, um die Transportfähigkeit des Energieträgers zu erhöhen.
Kontext zum Thema:
„Clean Circles“: Eisen als Speicher – und Gegenstand von Energiepartnerschaften