Das EU-Projekt COSMHYC legt den Entwurf für eine hybride Kompressionslösung vor, die erstmals einen mechanischen und einen metallhydrid-basierten Kompressor miteinander kombiniert.
Der Durchbruch wasserstoffbetriebener Fahrzeuge auf europäischen Straßen hängt in großem Maße von einem gut ausgebauten Netz effizient funktionierender Tankstellen ab, die Wasserstoff zu günstigen Preisen anbieten können. Das Projekt COSMHYC ging im Januar 2017 mit der Mission an den Start, dieses Ziel durch die Entwicklung einer kombinierten Kompressionslösung, basierend auf einem mechanischen Kompressor und einem Metallhydrid-Kompressor, zu verwirklichen. Die neue Lösung wird den Betankungsprozess erheblich erleichtern und zu einer Vergünstigung des Wasserstoffpreises in Höhe von bis zu 25% des aktuellen Preises beitragen.
Während der ersten Hälfte des Projekts, lag der Schwerpunkt auf der Definierung der technischen Voraussetzungen für die beiden Kompressoren. Das Konsortium hatte verschiedene Anwendungen der Wasserstoffverdichtung untersucht und daraufhin beschlossen, die Entwicklung auf die Betankung von Brennstoffzellenfahrzeugen, -Bussen und Zügen sowie für die Betankung von Druckwasserstoff-Trailern auszurichten. Die hybride Kompressionslösung wird daher darauf ausgelegt sein, Wasserstoff aus allen möglichen Quellen – einen Druck von über 20 bar vorgesetzt – bei 700 bar bereitzustellen.
Basierend auf den technologischen Voraussetzungen, die durch die Ludwig-Boelkow-Systemtechnik, ein führendes Beratungsunternehmen für nachhaltige Energie und Mobilität aus München, festgelegt wurden, hat das COSMHYC-Team mit den technischen Entwicklungen begonnen und den Entwurf für die hybride Kompressionslösung und die dazugehörenden Komponenten finalisiert.
Größere Kapazität, höhere Effizienz und Langlebigkeit bei geringeren Produktionskosten: Nach wenigen Monaten der Entwicklung konnten bereits signifikante Fortschritte bei der Leistungsfähigkeit des mechanischen Kompressors erzielt werden. Das Design wurde optimiert, um ein höheres Kapazitätsvolumen sowie Leistungssteigerungen bezüglich der Energieeffizienz und Langlebigkeit zu erzielen. Dies trägt zur Senkung der Betriebskosten von Wasserstofftankstellen bei.
Darüber hinaus ist es gelungen, die Geräuschproduktion des Kompressors zu reduzieren, durch eine gezielte Verbesserung der Komponenten des Kompressors in diesem Punkt. So arbeitete das Projektteam zum Beispiel an einem robusten Rahmen für den Kompressor, der Vibrationen an einen festen Grund ableiten wird.
Neben den Entwicklungen am mechanischen Kompressor, wurden innovative Materialien für den Metallhydrid-Wasserstoffkompressor identifiziert, die erhebliche Einsparungen bei den Produktionskosten ermöglichen werden. Außerdem wurde das Design des Kompressors an die spezifischen Forderungen für größere Durchflussmengen angepasst.
„Das COSMHYC-Projekt hat bislang sehr gute Ergebnisse erzielt. Als nächste Schritte stehen nun die Konstruktion und der Test der Prototypen an“, resümiert der Koordinator von COSMHYC, David Colomar, vom Europäischen Institut für Energieforschung (EIFER).
Hintergrund: Im EU-Projekt COSMHYC arbeiten fünf europäische Industrieunternehmen und Forschungseinrichtungen an der Entwicklung von innovativen Kompressionslösungen für eine kostengünstigere Betankung von Brennstoffzellenfahrzeugen. Für den nachhaltigen Markterfolg der Wasserstoffmobilität ist eine Reduzierung der Betankungskosten von hoher Bedeutung. Hierbei kann eine Optimierung des Kompressionsvorgangs, der beim Tanken von Wasserstoff erforderlich ist, einen entscheidenden Beitrag leisten. Im Fokus des Projekts steht daher die Weiterentwicklung der Wasserstoffverdichtungstechnologie durch eine Kombination mechanischer und auf Metallhydrid basierender Wasserstoffkompressoren.
Ziel ist es, mithilfe der dadurch ermöglichten Vereinfachung und Vergünstigung der Betankung, den Durchbruch der Wasserstoffmobilität in Europa zu beschleunigen. COSMHYC wird vom Europäischen Institut für Energieforschung (EIFER ) aus Karlsruhe koordiniert und für drei Jahre (2017-2019) mit 2,5 Mio. EUR im Rahmen von Horizont 2020 (Fuel Cells and Hydrogen 2 Joint Undertaking unter grant agreement No 736122) von der EU gefördert. Die Steinbeis 2i GmbH ist für die Außendarstellung des Projekts und die Verbreitung und Verwertung der Projektergebnisse verantwortlich. Weitere Partner sind MAHYTEC SARL; Nel Hydrogen und die Ludwig-Boelkow-Systemtechnik GmbH.
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