Ziel dieses Antrags ist die Realisierung einer photoelektrochemischen Tandemzelle (PETZ) mit 2-Kammern im Labormaßstab, die mit Sonnenlicht photokatalytisch Abwässer aufreinigt und simultan Wasserstoff produziert. Dadurch werden sowohl der erneuerbare Energieträger Wasserstoff generiert als auch gleichzeitig hoch akute Umweltprobleme adressiert. An der Justus Liebig Universität Giessen (JLU) werden schichtförmige Metalloxide mittels Sol-Gel-Methoden hergestellt. Anschließend werden sie hinsichtlich ihrer photokatalytischen und photoelektrochemischen Eigenschaften untersucht, wobei die aktivsten Pulver bei H.C. Starck GmbH (HCST) mit optimierter Morphologie im 500g-Maßstab hergestellt werden. An der Leibniz Universität Hannover (LUH) werden die Reaktionsmechanismen der Wasserstoffbildung und des Schadstoffabbaus an den Materialien von JLU und HCST näher untersucht. Die Effizienzwerte sowie die mechanistischen Erkenntnisse werden an JLU und HCST als Grundlage für weitere Optimierungen weitergegeben. Die Helmut Schmidt Universität Hamburg (HSU) verwendet die Pulver von HCST zum Kaltgasspritzen von Elektroden, die an der JLU photoelektrochemisch und an der LUH mechanistisch charakterisiert werden, im Vergleich zu direkt aus den schichtförmigen Materialien hergestellten Photoelektroden. HSU gibt die Ergebnisse auch an Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) weiter. DLR erstellt basierend auf den Ergebnissen von HSU, LUH und JLU Entwürfe und Konstruktionen skalierbarer Photoreaktoren. JLU konstruiert eine photoelektrochemische 2-Kammer-Messzelle zur Wasserstofferzeugung bei simultaner Abwasserreinigung im Labormaßstab.
Innerhalb des Vorhabens Bio-M soll ein neues flexibles und nachhaltiges Verfahren zur Erzeugung von Biomethanol aus biogenem Kohlenstoffdioxid und grünem H2 entwickelt und deren technische Mach-barkeit sowie industrielle Relevanz aufgezeigt werden. Vorteile liegen in den Vermarktungsmöglichkeiten des Methanols als biogene Plattformchemikalie sowie als Energie- und Wasserstoffspeicher, um die Energiedichte von Wasserstoff zu erhöhen. Fokus des Projekts ist die Entwicklung und Evaluierung stressresistenter, stabiler Katalysatoren, welche den Anforderungen der Realgaszusammensetzungen sowie einer fluktuierenden Betriebsweise entsprechen. Verfahrensparameter werden theoretisch und praktisch bestimmt und dienen der Bewertung des Verfahrens. Das Projekt unterteilt sich in 7 AP, wobei das AP 7 ein Querschnittspaket zur allgemeinen Projektverwaltung darstellt. Nach einer umfassenden Ermittlung der Grundlagen (AP1) wird eine technische Vorauslegung (AP2) angestrebt. Aufbauend auf dieser Vorauslegung wird eine Simulation (AP3) durchgeführt. Das Ergebnis wird in Form eines Labortest (AP4) technisch untersucht. Die Resultate der Realtestumgebung werden in der Validierung (AP5) fachlich analysiert. Im Anschluss können in der Skalierung (AP6) wichtige Aussagen für eine spätere industrielle Anwendung getroffen werden. Das Projekt gliedert sich in 2 Iterationen, wodurch Verbesserungspotentiale der 1. Iteration direkt analysiert und in die abschließende Skalierung einfließen können.
Innerhalb des Vorhabens Bio-M soll ein neues flexibles und nachhaltiges Verfahren zur Erzeugung von Biomethanol aus biogenem Kohlenstoffdioxid und grünem H2 entwickelt und deren technische Machbarkeit sowie industrielle Relevanz aufgezeigt werden. Vorteile liegen in den Vermarktungsmöglichkeiten des Methanols als biogene Plattformchemikalie sowie als Energie- und Wasserstoffspeicher, um die Energiedichte von Wasserstoff zu erhöhen. Fokus des Projekts ist die Entwicklung und Evaluierung stressresistenter, stabiler Katalysatoren, welche den Anforderungen der Realgaszusammensetzungen sowie einer fluktuierenden Betriebsweise entsprechen. Verfahrensparameter werden theoretisch und praktisch bestimmt und dienen der Bewertung des Verfahrens. Das Projekt unterteilt sich in 7 AP, wobei das AP 7 ein Querschnittspaket zur allgemeinen Projektverwaltung darstellt. Nach einer umfassenden Ermittlung der Grundlagen (AP1) wird eine technische Vorauslegung (AP2) angestrebt. Aufbauend auf dieser Vorauslegung wird eine Simulation (AP3) durchgeführt. Das Ergebnis wird in Form eines Labortest (AP4) technisch untersucht. Die Resultate der Realtestumgebung werden in der Validierung (AP5) fachlich analysiert. Im Anschluss können in der Skalierung (AP6) wichtige Aussagen für eine spätere industrielle Anwendung getroffen werden. Das Projekt gliedert sich in 2 Iterationen, wodurch Verbesserungspotentiale der 1. Iteration direkt analysiert und in die abschließende Skalierung einfließen können.
Total wird in diesem Vorhaben die HRS Holzmarktstraße so umbauen, dass eine Betankung mit CGH2 (700 bar) und ab Mitte 2014 wieder möglich ist. Darüber hinaus wird Total die Tankstelle bis zum Projektende betreiben und somit den Fahrzeugen der CEP eine zentrumsnahe Betankungsmöglichkeit bieten. Total wird die Errichtung der Tankstelle planen und koordinieren sowie verantwortlicher Betreiber der Anlage sein. Die H2-Anlage selbst wird vom Partner Linde in das Projekt eingebracht. Während der Errichtung der Tankstellen und in der Betriebsphase verfolgt Total verschiedene Forschungs- und Entwicklungsziele: Netzentwicklung, Technologieentwicklung, Entwicklung von Betriebs- und Versorgungskonzepten, Nachhaltigkeit und Kundenakzeptanz. Eine detaillierte Beschreibung der Forschungsziele findet sich in der Vorhabenbeschreibung Kapitel 2. Die Projektlaufzeit ist vom 15.10.2013 - 30.06.2016. Das Projekt gliedert sich in 2 Arbeitspakete: Arbeitspaket 1: Planung, vorbereitenden Baumaßnahmen, Aufbau der H2-Anlagen, Abnahme, Inbetriebnahme Arbeitspaket 2: Anlagenbetrieb; Die Leistungsanteile von Total umfassen die folgenden wesentlich Gesamtkoordinierung, Bereitstellung des Grundstücks und der vorhandenen Infrastruktur (z.B. Leitungen, LH2-Tank), Planung und Durchführung baulicher Maßnahmen inkl. Bauvorbereitung, Tiefbau, technischer Bauten, Leitungsverlegung und Außenanlagen sowie Betrieb der Wasserstofftankstelle über die Projektlaufzeit inkl. begleitende Forschung.
Durch die stetig steigende Nutzung regenerativer Stromerzeugung wird das Energienetz in Deutschland immer stärker belastet. Insbesondere wird Sonnen- und Windenergie immer häufiger Strom zu Zeiten liefern, in denen dieser nicht verbraucht werden kann. Eine innovative Lösung für diese zentrale Herausforderung in der deutschen Energiepolitik wollen die Stadtwerke Mainz, Siemens, die Linde Group und die Hochschule RheinMain entwickeln: Ab 2015 soll im neuen 'Energiepark Mainz' Wasserstoff mithilfe von umweltfreundlich erzeugtem Strom aus Windenergie hergestellt werden. Wasserstoff lässt sich gut speichern und in vielfältiger Weise als Energieträger einsetzen. So soll das in Mainz produzierte Gas beispielsweise per Tankwagen zu speziellen Wasserstoff-Tankstellen geliefert und als umweltfreundlicher Kraftstoff für emissionsfreie Brennstoffzellenfahrzeuge verwendet werden. Wasserstoff soll außerdem in das Erdgasnetz eingespeist werden, wo es für Gasheizungen oder moderne Gas- und Blockheizkraftwerke zur gekoppelten Strom- und Wärmeerzeugung zur Verfügung steht. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens soll auch untersucht werden, ob der in Hechtsheim produzierte Wasserstoff im Gas- und Dampfturbinenkraftwerk der Kraftwerke Mainz-Wiesbaden AG auf der Ingelheimer Aue als Brennstoff zur Rückverstromung genutzt werden kann, um eine regenerative Stromversorgung auch dann sicherzustellen, wenn kein Wind weht. Der 'Energiepark Mainz' wird im Wirtschaftspark in Mainz-Hechtsheim entstehen. Kernstück der Forschungsanlage ist eine Elektrolysehalle mit einem von Siemens entwickelten Wasserstoff-Elektrolysesystem. Hier läuft die Zerlegung des Wassers in die Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff ab. Im Energiepark werden alle wesentlichen Bausteine der Energiespeicherung mit Wasserstoff (Windkraft, Elektrolyse, Gaseinspeisung, Wasserstoffverdichter, Druckspeicher, Trailerbefüllung) erprobt und weiteren potenziellen Anwendern sowie Interessierten erläutert. In einem Infozentrum auf dem Gelände wird Besuchern die Funktionsweise der Wasserstoff-Elektrolyse und die Stellung von Speichertechnologien im zukünftigen Energiesystem erklärt werden. Die Anlage kann bis zu 6 Megawatt Strom aufnehmen und hat damit eine für Engpässe im Verteilnetz relevante Leistungsklasse. So können ähnliche Anlagen in Zukunft an vielen Standorten sinnvoll eingesetzt werden. Bei der geplanten Anlage handelt es sich um die bisher größte ihrer Art.
Der Antragsteller beabsichtigt die Erprobung und den Demonstrationsbetrieb eines Festkörperspeichers für Wasserstoff auf der Basis von Magnesiumhydrid. Der Speicher soll in eine Wind-Wasserstoffproduktionsanlage am Leuchtturmvorhaben H2-BER eingebunden werden und als Pufferspeicher für das nachgeschaltete BHKW dienen. Ziele: Demonstration der technischen Machbarkeit anhand einer Referenzanlage, Sammlung von Erfahrungswerten und Validierung der Leistungsdaten, Realisierung von Verbesserungspotentialen, Demonstration der Leistungsfähigkeit der Technologie, Verknüpfung der Zukunftstechnologien erneuerbare Energien, Wasserstoffherstellung und Wasserstoffspeicherung. Zudem soll in einer technischen Studie die potenzielle thermische Anbindung des Feststoffspeichers an das BHKW evaluiert und simuliert werden. Integration eines Festkörperspeichers mit einer Kapazität von 100 kg Wasserstoff in die Wind-Wasserstoff-Produktionsanlage am Flughafen BER. Lieferung und Installation des Speichers. Demonstrationsbetrieb über einen Zeitraum von 32 Monaten inkl. begleitender technischer und wirtschaftlicher Validierung.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 69 |
| Europa | 4 |
| Kommune | 1 |
| Land | 1 |
| Wissenschaft | 21 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 69 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 69 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 64 |
| Englisch | 9 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 18 |
| Webseite | 51 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 43 |
| Lebewesen und Lebensräume | 45 |
| Luft | 33 |
| Mensch und Umwelt | 69 |
| Wasser | 29 |
| Weitere | 69 |