Komplexe Probleme brauchen innovative Lösungen:
Ende 2021 stellen wir uns der Herausforderung, die sichere Vor-Ort-Erzeugung und -Speicherung von Wasserstoff als alternative Energiequelle für alle zugänglich zu machen.
Demokratisierung
Etwas zunächst Kleines bauen
aber massiv skalierbar
Etwas zu bauen, das die Menschen
sich sicher fühlen, wenn sie in ihrem Haus verwendet werden
Keines dieser Ziele ist leicht zu erreichen
Die wirtschaftlichen Herausforderungen sind ebenso groß wie die technischen.
Wir arbeiten dort, wo die Lösungen existieren
mit den am besten geeigneten Lieferanten.
Wo dies nicht der Fall ist, entwickeln wir strategische Partnerschaften mit denjenigen, die versuchen, ein Problem auf eine Weise zu lösen, die wir spannend finden.
Und/oder wir
intern innovativ sein.
3 Fragen sind die Grundlage für alles, was wir tun:
- Wie sicher ist das? Wären wir froh, wenn wir es in unserem Haus hätten?
- Wie wirkt sie sich auf die Umwelt aus?
- Kann der Preis für den Verbraucher bei steigender Produktion deutlich gesenkt werden?
Unsere Reise bis jetzt...
Our journey started with trying to make Hydrogen
1.
Erzeugung von
Wasserstoff
Wir haben uns die Methoden zur Wasserstofferzeugung angesehen und uns für einen PEM-Elektrolyseur entschieden. Die Suche nach einem geeigneten Gerät führte in viele Sackgassen.
Die Herausforderungen
- Elektrolyseure sind viel zu teuer, weil die Nachfrage traditionell auf Geräte im Labor- oder Industriemaßstab ausgerichtet war.
- Die Materialien, aus denen die bestehenden Elektrolyseure bestehen, sind von Natur aus teuer: Sie verwenden Katalysatoren wie Platin und Iridium, und die weltweite Verknappung von Iridium wird wahrscheinlich eine echte Bedrohung für die Wasserstoffproduktion darstellen.
- Die meisten Elektrolyseure verwenden eine Membran namens Nafion, die nicht nur teuer ist, sondern auch eine schlechte Umweltbilanz aufweist, sowohl in Bezug auf die Herstellung als auch auf die Entsorgung – sie ist nicht biologisch abbaubar.
Unsere Lösung
- Partnerschaften mit führenden Unternehmen im Bereich der Elektrolyseurtechnologie, um die von uns benötigten umweltfreundlichen Komponenten herzustellen.
- Partnerschaften mit Entwicklern von Katalysatoren, die keine Edelmetalle verwenden und über Patente verfügen, um platinfreie Elektrolyseure zu entwickeln.
- Untersuchung von und Zusammenarbeit mit Unternehmen, die innovative, kostengünstige Membranen entwickeln.
2. Speicherung von Wasserstoff
Wasserstoff hat eine hohe theoretische Energiedichte, aber seine Speicherung ist nicht einfach.
Die Optionen sind Verflüssigung, Druckbeaufschlagung oder Verwendung eines Trägers.
Die Herausforderungen
- Verflüssigung: Die Speicherung von Wasserstoff in flüssigem Zustand ergibt die höchste Energiedichte. Im Gegensatz zu LPG kann Wasserstoff jedoch nicht einfach verflüssigt werden: Er muss auf -253 Grad heruntergekühlt und dort gehalten werden, was sehr viel Energie erfordert.
- Druckbeaufschlagung: Dies ist die gebräuchlichste Art der Wasserstoffspeicherung (und die Art, wie er üblicherweise für die Verwendung in Fahrzeugen gespeichert wird), und es wird viel an der Entwicklung von Hochdrucktanks aus Stahl und Kohlefaser gearbeitet. Die Energiedichte beträgt gut, aber es braucht viel Energie, um Wasserstoff auf das erforderliche Niveau zu komprimieren (300-700atm – 75-175x mehr Druck als bei einem Fahrrad). Viele der großen industriellen Elektrolyseure können Wasserstoff bei sehr hohem Druck erzeugen, aber das kann bei den kleineren Anlagen, die TFE erforscht, eine Herausforderung darstellen. Außerdem gibt es erhebliche Sicherheitsbedenken bei der Arbeit mit Gas unter diesem hohen Druck in einem Haushalt.
- Verwendung eines Trägers: Die Verwendung eines anderen Materials als Wasserstoffträger kann eine gute Idee sein. Metallhydrid ist ein solcher Träger, der unter dem Aspekt der Sicherheit erhebliche Vorteile bietet. Er kann bei vergleichsweise niedrigem Druck (10-30atm) betrieben werden, und der Wasserstoff ist chemisch an ihn gebunden. Das bedeutet, dass eine versehentliche Freisetzung großer Wasserstoffmengen unwahrscheinlich ist und der Speicher über einen langen Zeitraum stabil ist. Wir entschieden uns daher für die Hydridspeicherung, hatten aber wieder einmal Schwierigkeiten, genau das zu finden, was wir suchten für unsere spezielle Anwendung: Während recht gut sind, stecken Hydride aus kommerzieller Sicht noch in den Kinderschuhen und sind in der Regel teuer und schwierig zu handhaben.
Unsere Lösung
- Innovatives Hydrid: Wir haben uns mit der Universität Nottingham zusammengetan, um ihr innovatives Hydrid-Produkt zu nutzen und von ihrem umfangreichen Wissen zu profitieren: Ihre Hydridlösung lässt sich gut skalieren, da sie von Natur aus teure Materialien vermeidet, was die Gesamtkosten um 75 % senkt.Wir verwenden dieses Hydrid zusammen mit einigen innovativen Steuerungssystemen, die von TFE entwickelt wurden, um das Gas sowohl für das vollständige Smart-Tank-System als auch für einen eigenständigen Wasserstoffspeicher zu befüllen und abzugeben.
3. Sicherer Umgang mit Wasserstoff
Wasserstoff hat andere Eigenschaften als das Flüssiggas, das Wir sind daran gewöhnt, und Bedenken hinsichtlich der Sicherheit sind sicherlich ein Hindernis für seine Einführung.
Die Herausforderungen
- Wasserstoff verbrennt schnell und bei hoher Temperatur, schneller und heißer als Flüssiggas.
- Es ist geruchlos und schwer zu erkennen, wenn es zu Leckagen kommt.
- Wasserstoffdetektionssysteme sind teuer und für Labore und die industrielle Nutzung konzipiert.
Unsere Lösung
- Wir bauen eine eigene Reihe preiswerter Wasserstoffdetektoren, die den Rauchmeldern ähneln.
- Sie werden an unseren intelligenten Tank und möglicherweise an andere Wasserstoffquellen angeschlossen, so dass das Gas automatisch abgestellt werden kann, und sie sind mit dem Internet verbunden, so dass sie auch über Mobiltelefone alarmiert werden können.
