Wasserstofftank der Zukunft ist ein Festkörper

Experten des Wissenschaftsinstituts Tokio speichern energiereiches Gas in Magnesiumhydrid

So wird Wasserstoff gespeichert und abgegeben (Illustration: isct.ac.jp/en)

Tokio (pte004/22.09.2025/06:15)

Forscher des Wissenschaftsinstituts Tokio machen Magnesiumhydrid (MgH2) als idealen Speicher für Wasserstoff nutzbar. Sie haben den Festkörper so modifiziert, dass er sich beispielsweise als Vorratsbehälter für E-Autos nutzen lässt, deren Motoren von Brennstoffzellen mit Strom versorgt werden. Die Experten haben die Temperatur, die zum Be- und -Entladen des Speichers mit Wasserstoff nötig ist, entscheidend gesenkt. Bisher waren es 300 Grad Celsius, jetzt reichen 90 Grad aus.

Hohe theoretische Kapazität

Eines der größten Probleme bei der Nutzung von Wasserstoff ist dessen Speicherung, die normalerweise extrem niedrige Temperaturen (minus 252,8 Grad) oder hohe Drücke (350 bis 700 bar) erfordert. Anstatt Wasserstoff als Gas oder Flüssigkeit zu speichern, ist es sicherer, ihn in festen Materialien wie MgH2 zu speichern, das eine hohe theoretische Speicherkapazität aufweist.

Der neue Speicher ist aufgebaut wie ein Kondensator. Die Anode besteht aus MgH2, die Kathode aus Wasserstoff und einem Lanthan-Katalysator. Dazwischen befindet sich ein Elektrolyt, der Barium, Kalzium, Natrium und Wasserstoff enthält. Beim Laden setzt das MgH2 Wasserstoff-Ionen frei, die zur Anode wandern. Bei der Nutzung des Wasserstoffs geht es den umgekehrten Weg.

Mit dieser Technik haben die japanischen Entwickler eigenen Angaben zufolge das theoretisch mögliche Speicherpotenzial voll ausgeschöpft. Es liegt bei 7,6 Gewichtsprozent Wasserstoff. Das klingt nach wenig, ist aber eine Menge angesichts des Atomgewichts des leichtesten Elements im Periodensystem.

Wasserstoffbasierte Zukunft

Die Innovation aus Japan konkurriert auch nicht mit den Verfahren zum gefahrlosen Transport von Wasserstoff in Form von Ammoniak oder als Anhängsel einer organischen Flüssigkeit (LOHC, Liquid Organic Hydrogen Carrier, flüssiger organischer Wasserstoffträger). Die Freisetzung des Wasserstoffs ist hier für eine mobile Nutzung zu aufwendig.

"Die Eigenschaften unserer Wasserstoffspeicherbatterie sind mit herkömmlichen Verfahren nicht erreichbar und bilden die Grundlage für effiziente Wasserstoffspeichersysteme, die sich als Energieträger eignen", unterstreicht Materialwissenschaftler Takashi Hirose. Eine solche Batterie könne der Schlüssel zu einer wasserstoffbasierten Zukunft sein und wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und CO2-freie Industrien ermöglichen.

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