Abschlussbericht LOReley - Leistungsdichte H2-Freisetzung in LOHC-Reaktoren mittels effizienter Flächenkatalysatoren; Themenmodule: 4.3.3 Sektorkopplung und Wasserstofftechnologien

Abstract

Das Projekt LOReley untersuchte innovative Lösungen für die chemische Energiespeicherung mittels flüssiger organischer Wasserstoffträger (LOHC). Der aktuelle Stand der Technik zeigt, dass sichere, skalierbare und kosteneffiziente Lösungen zur Wasserstoffspeicherung erforderlich sind. LOReley zielte darauf ab, diese Herausforderungen durch die Entwicklung neuer Dehydrierreaktoren zu adressieren, die Wasserstoff effizient aus LOHC freisetzen. Diese Reaktoren nutzen funktionalisierte Flächenkatalysatoren, um hohe H2-Freisetzungsraten bei einer einfachen Bauweise zu gewährleisten. Das Projekt umfasste die Entwicklung und Erprobung von Plattenkatalysatoren, die mittels Laserstrukturierung oder Sprühbeschichtungsverfahren hergestellt wurden. Die katalytische Aktivierung erfolgte durch Nassimprägnierung mit Platinpräkursoren, und die resultierenden Platten wurden in diskontinuierlichen und kontinuierlichen Versuchen in verschiedenen Aufbauten getestet. Die erzielten Ergebnisse zeigen, dass die entwickelten Plattenreaktoren hohe Dehydriergrade und eine flexible Wasserstofffreisetzung ermöglichen. Erste Skalierungsrechnungen legen nahe, dass sich Energieeffizienz und Leistungsdichte mit zunehmender Reaktorgröße noch deutlich verbessern lassen. Schlussfolgernd zeigt das LOReley-Projekt vielversprechende Perspektiven für eine nachhaltige Energiezukunft, insbesondere durch die Verbesserung der Energieeffizienz und Dynamik bei der Wasserstofffreisetzung. Dies ermöglicht den Einsatz der LOHC-Technologie in alternativen Antriebskonzepten, beispielsweise in mobile Schwerlastanwendungen wie Schiffen, oder zur flexiblen H2-Bereitstellung in dezentralen Energieversorgungsszenarien. Datei-Upload durch TIB The LOReley project investigated innovative solutions for chemical energy storage using liquid organic hydrogen carriers (LOHC). The current state of the art shows that safe, scalable and cost-efficient solutions for hydrogen storage are required. LOReley aimed to address these challenges by developing new dehydrogenation reactors that efficiently release hydrogen from LOHC. These reactors use functionalized surface catalysts to ensure high H2 release rates in a simple design. The project involved the development and testing of plate catalysts produced by laser structuring or spray coating processes. Catalytic activation was achieved by wet impregnation with platinum precursors, and the resulting plates were tested in discontinuous and continuous experiments in different setups. The results obtained show that the developed plate reactors enable high degrees of dehydrogenation and flexible hydrogen release. Initial scaling calculations suggest that energy efficiency and power density can be significantly improved with increasing reactor size. In conclusion, the LOReley project shows promising prospects for a sustainable energy future, particularly by improving the energy efficiency and dynamics of hydrogen release. This enables the use of LOHC technology in mobile applications, for example in heavy-duty vehicles such as ships, or for flexible H2 supply in decentralized energy supply scenarios.