Speicherung

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Wasserstoff wird in flüssiger Form bei 20K beziehungsweise -253,15°C gespeichert. Der flüssige Phasenbereich von Wasserstoff ist sehr klein und es besteht oberhalb des kritischen Punkts T = 33K keine flüssige Phase mehr, au?erdem vergr??ert sich der Speicherdruck auf 13 bar.

Flüssiger Wasserstoff hat eine volumetrische Energiedichte von 70,79 kg/m? bei einer Temperatur von 20 K. Im Gegensatz dazu hat Wasserstoff in gasf?rmigem Zustand eine Energiedichte von nur 40 kg/m? bei einem Druck von 700 bar.

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Beh?lter

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Ein kryogener Wasserstofftank ist ?hnlich wie eine Thermoskanne aufgebaut. Es gibt einen inneren und einen ?u?eren Beh?lter, wobei der Raum zwischen den beiden Beh?ltern evakuiert ist (es wurde ein Vakuum erzeugt). Au?erdem gibt es eine wenige Zentimeter dicke Isolierschicht, die aus bis zu 70 Lagen Aluminiumfolie im Wechsel mit Glasfasermatten besteht (?hnliche Isolierwirkung wie ein 9 m dicker Styropor-Mantel). Die Beh?lter sind in der Regel aus Edelstahl, da dieser auch bei sehr niedrigen Temperaturen gut verformbar bleibt und nicht spr?de wird.

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Boil-off-Rate

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Aufgrund der geringen, aber gleichm??igen W?rmezufuhr treten geringe Verdampfungsverluste auf (ein bestimmter Prozentsatz des flüssigen Wasserstoffs verdampft im Inneren). Da das Gas ein gr??eres Volumen als die Flüssigkeit hat, steigt der Druck im Beh?lter an. Um dies auszugleichen, ?ffnet sich bei einem bestimmten Druck ein Sicherheitsventil und Gas wird abgelassen (Abblasen = Blow-off oder Boil-off), was zu einem Verdampfungsverlust führt. Je besser die Isolierung ist, desto sp?ter setzt dieses Sicherheitsventil ein. Au?erdem f?llt der Druck im Tank ab, sobald Kraftstoff entnommen wird. Wenn ein Auto etwa alle drei Tage gefahren wird, k?nnen auf diese Weise Boil-Off-Verluste vermieden werden; das Problem tritt nur auf, wenn ein Fahrzeug über einen l?ngeren Zeitraum abgestellt wird.

Eine M?glichkeit, diese Verdampfungsverluste zu nutzen, w?re, sie in eine Brennstoffzelle einzuspeisen, um Strom zu erzeugen und die Batterie zu laden. Alternativ kann auch ein katalytischer Brenner nachgeschaltet werden, um den entweichenden Wasserstoff zu verbrennen.

Derzeit wird daran geforscht, die Verdampfungsrate weiter zu reduzieren. Durch den Einbau eines zus?tzlichen Kühlmantels, durch den verflüssigte Luft str?mt, ist es bereits m?glich, die Standzeit auf 12 Tage zu verl?ngern. Dennoch ist es noch nicht m?glich, die Verdampfungsverluste vollst?ndig zu eliminieren, weshalb fast alle Automobilhersteller auf die 700-bar-Speichertechnologie setzen.

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Sicherheit

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Die Isolierung dient nicht nur dem Schutz vor W?rmeeintrag, sondern auch dem Schutz vor dem Kontakt mit der Umgebung, da sonst beim Berühren kryogener Komponenten Verletzungsgefahr besteht.

Au?erdem sollte der Luftkontakt mit kryogenen Materialien vermieden werden, da sonst der Wassergehalt der Umgebungsluft kondensieren und gefrieren würde. Luftsauerstoff verflüssigt sich bei Temperaturen unter 90 K, was zu einer unerwünschten Anreicherung von Sauerstoff und damit zu einer erh?hten Brandgefahr führt.

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Vorteile

• Flüssiger Wasserstoff hat eine hohe Energiedichte.
• LH? eignet sich vor allem für gro?e Volumina.

Nachteile

• Kyrogen Tanks sind teuer in der Herstellung und haben ein hohes Gewicht.
• Boil-off-Rate konnte noch nicht eliminiert werden.
• Es sind keine Formtanks m?glich.