Wasserstofftankstellen: Grün ans Ziel kommen

Wasserstoff hat sich in den letzten Jahren von einem Rohstoff der Industrie in einen Hoffnungsträger der Energiewende gewandelt. Ob als Kraftstoff, Speichermedium oder als Lösung für schwer elektrifizierbare Industrien, Wasserstoff könnte die Antwort auf unsere heutigen Herausforderungen sein.

Erzeugung oder Lieferung des Wasserstoffes

Bei Wasserstofftankstellen kann der benötigte Wasserstoff entweder direkt vor Ort durch Elektrolyse erzeugt oder angeliefert werden.

Lagerung des Wasserstoffes

Wasserstoff wird an der Tankstelle entweder im gasförmigen Zustand oder in verflüssigter Form zwischengelagert.
Bei der Lagerung im gasförmigen Zustand finden spezielle Hochdrucktanks, die Drücke zwischen 30 und 500 bar erreichen, Anwendung. Hier gilt es besonders diese hohen Drücke abzusichern. Das HEROSE Sicherheitsventil Typ 06810 mit Einstelldruck bis zu 800 bar ist dieser Aufgabe gewachsen.
Bei der Lagerung in verflüssigter Form werden Temperaturen von bis zu -255 °C erreicht. Dabei muss die Verdampfung von Wasserstoff minimiert werden, um Verluste vorzubeugen. Unser Top-Entry-Ventil  FullX Typ 11C01, wahlweise mit Vakuumisolierung, sind für diese Anwendung konzipiert.

Komprimierung und Pufferspeicherung

Zur Betankung des Fahrzeugs muss der Wasserstoffdruck weiter erhöht und gepuffert werden. Hierbei werden Drücke von über 1.000 bar erreicht, um mehrere Fahrzeuge in kurze Zeit betanken zu können. Das Sicherheitsventil Typ 06820 mit einem Einstelldruck bis 1.200 bar hat genug Kapazität, um Leitungen und Puffertanks absichern zu können.

Kühlung und Betankung

Die Kühlung vor Ort erfolgt durch einen Wärmetauscher, der Kühlflüssigkeit enthält. Die Kühlung ist notwendig um einer Überhitzung beim Tanken vorzubeugen, denn bei der Betankung entsteht durch die Komprimierung des Wasserstoffs im Fahrzeugtank Wärme.

Zum Betanken wird der Tankstutzen des Fahrzeugs über den Zapfhahn mit der Tankstelle verbunden. Der Wasserstoff wird mit hohem Druck in den Fahrzeugtank gepumpt. Dabei ist der Wasserstoff oft zuvor bis auf -40 °C runtergekühlt worden. Die Dauer der Betankung beträgt im Normalfall nur 3-5 Minuten beim PKW und 10-15 Minuten beim LKW, sodass dieser Schritt schnell durchgeführt werden kann.

Fahrzeugseitig wird der Wasserstoff ebenfalls unter hohem Druck von 700 bar in speziellen Tanks gespeichert. Der gespeicherte Wasserstoff wird in einer Brennstoffzelle in elektrische Energie umgewandelt. Diese Energie treibt dann den Elektromotor an.

Da das Fahrzeug meist kein Sicherheitsventil hat, um zu hohe Drück abzulassen, muss in der Tankstelle dafür gesorgt werden, dass der Druck im Fahrzeug nie zu hoch werden kann. Dafür wird die Zapfsäule mit einem Sicherheitsventil ausgerüstet, das bei zu hohem Druck Wasserstoff abbläst. Auch hier kommen die Ventile Typ 06810, für 350 bar Betankung, und Typ 06820 für 700 bar Betankung im Einsatz.