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Überblick: Wasserstoff

Wir in Geesthacht forschen an der effizienten, sicheren und klimafreundlichen Erzeugung, am Transport, an der Speicherung und der Nutzung des Energieträgers Wasserstoff.

Wir speichern Wasserstoff in Metallhydriden – schnell, sicher und energieeffizient.

Metallhydridspeicher

Dieser Tank gehört zum Projekt HyCARE, in dem ein modulares Tanksystem entwickelt wird, das auf kleinstem Raum mindestens 40 Kilogramm Wasserstoff aufnimmt. Foto: Hereon/Christian Schmid

Wie ein Schwamm saugen Metallhydride Wasserstoff auf – und geben ihn vollständig wieder ab. Die Vorteile: hohe Energiedichte, hohe energetische Effizienz und hohe Sicherheit, da mit moderaten Drücken und Temperaturen gearbeitet wird. Wir erforschen die ökonomische Komprimierung und die energieeffiziente Speicherung von Wasserstoff mithilfe der Metallhydride. Dabei schlagen wir den Bogen von der grundlegenden Materialforschung über das Design einzelner Komponenten bis hin zur Systemintegration. Wir konzipieren Komponenten für die Versorgungsinfrastruktur mit Wasserstoff sowohl für stationäre Anlagen als auch für Fahrzeuge. Mithilfe einzigartiger Versuchsstände und umfassender Computersimulation entwickeln wir maßgeschneiderte Lösungen für eine nachhaltige Energieversorgung und Mobilität. Institut für Wasserstofftechnologie

Wir forschen an der klimaneutralen Herstellung von Wasserstoff – mit künstlichen Blättern.

Wissenschaftlerin im Labor

Dr. Ragle Raudsepp untersucht die Photoaktivität der künstlichen Blätter im Labor. Foto: Hereon/Christian Schmid

Das an die natürliche Photosynthese angelehnte Konzept zur energieeffizienten und nachhaltigen Gewinnung von Wasserstoff als Energieträger bezeichnen wir als „künstliches Blatt“. Um eine möglichst effiziente Wechselwirkung mit Licht zu erreichen, entwickeln wir spezielle Oberflächenbeschichtungen und -strukturierungen. Wir verfügen über einzigartige Aufbauten für hochaufgelöste Experimente, die mit leistungsfähigen digitalen Simulationswerkzeugen verbunden werden. Dadurch erreichen wir ein umfassendes Verständnis solargestützter Reaktionen, die sich gezielt für den Klimaschutz und eine nachhaltige Energieversorgung nutzen lassen. Institut für Photoelektrochemie

Wir erarbeiten energetisch effektive Verfahren zur Abtrennung und Aufreinigung von Wasserstoff.

Membranen ziehen

In der Membranziehhalle werden Membranen aller Art entwickelt und hergestellt - unter anderem zur Abtrennung von Wassertoff. Foto: Hereon/Christian Schmid

Bei verschiedenen Erzeugungsverfahren und beim Transport ist Wasserstoff mit anderen Gasen gemischt. Für die Speicherung und Nutzung wird er aber möglichst rein benötigt. Dafür entwickeln wir Membranen – zum Beispiel für die Abtrennung aus dem Erdgasnetz, die Entfernung von CO2 oder die Trocknung. Wir betrachten hierbei die gesamte Kette der Forschung und Entwicklung: von der Synthese des Membranmaterials über seine Verarbeitung bis zum Einsatz in der Erprobungsanlage. Dabei kombinieren wir weltweit führende experimentelle Methoden mit Modellierungs- und Simulationsaktivitäten. Institut für Membranforschung

Wasserstoffforschung auf dem Campus Geesthacht

Auf dem Campus in Geesthacht ist neben dem Helmholtz-Zentrum Hereon mittlerweile auch das Institut für Maritime Energiesysteme des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) ansässig. Jiri Kollmann und Shaghayegh Kazemi Esfeh geben in diesem Video einen Überblick über die Wasserstoffforschung des Hereons und DLR und zeigen euch das Gelände unseres Campus in Geesthacht.

Wasserstoffhafen Geesthacht

Die Stadt Geesthacht ist Wegbereiter beim Thema H2: An der Elbe soll ein Wasserstoff-Knotenpunkt inklusive Hafen und Tankstelle entstehen. Hereon und DLR sind intensiv an den Planungen beteiligt.