H2-Transformation für eine nachhaltige und sichere Zukunft
Ihr innovatives Produktportfolio und Ihr nachhaltiger Mehrwert - darin liegt unser Fokus.
Deshalb entwickeln wir individuell abgestimmte, hocheffiziente und sichere Wasserstoffspeicherlösungen, die Ihre Wettbewerbsfähigkeit gezielt stärken.
Vom Kernprodukt bis zur erfolgreichen Anwendung begleiten wir Sie mit Expertise und Engagement. Gemeinsam schaffen wir die Voraussetzungen für eine reibungslose Integration von Wasserstoff – der Schlüsselenergie von morgen – und treiben den Fortschritt in Ihrer Branche aktiv voran.
Finden Sie heraus, wie Sie den Nutzen Ihrer Produkte maximieren
Die 700 bar und 350 Liter H2-Tanks werden mit unserem einzigartigen TowPreg-Filament-Wickelverfahren hergestellt.
Vollständiges modulares Wasserstoffspeichersystem, dass kompatibel mit H2-Verbrenner oder Brennstoffzellen ist.
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Warum ist Wasserstoff die Zukunft?
Wasserstoff ist ein sauberer Kraftstoff für Fahrzeuge, liefert Energie für Haushalte und unterstützt industrielle Prozesse. Effiziente Speichertechnologien, wie beispielsweise Typ IV Hochdrucktanks, ermöglichen die Nutzung von Wasserstoff als zuverlässige und umweltfreundliche Alternative zu fossilen Brennstoffen.
Was ist Wasserstoffspeicherung?
Unter Wasserstoffspeicherung versteht man die Methoden zur sicheren und effizienten Speicherung von Wasserstoff, damit dieser als Energiequelle genutzt werden kann. Die richtige Speicherung von Wasserstoff ist ein wichtiger Schritt in Richtung einer nachhaltigen und emissionsfreien Zukunft. Geeignete H2-Speichersysteme versorgen beispielweise schwere Nutzfahrzeuge, wie Lkw, mit Wasserstoff und tragen zur Dekarbonisierung des Verkehrssektors bei.
Welche Methoden zur Speicherung von Wasserstoff gibt es?
Es gibt vier Hauptmethoden zur Speicherung von Wasserstoff:
Komprimiertes Gas
Komprimiertes Gas
Gasförmiger Wasserstoff wird in Hochdrucktanks (z. B. Carbon4Tank) aus robusten Materialien wie Kohlefaser bei bis zu 700 bar gespeichert. CH₂ ist weltweit etablierte und ermöglicht eine sichere, zuverlässige und schnelle Befüllungen und Entnahmen - ohne tiefkalte Temperaturen. Dank innovativer Speicherlösungen sind Speicherdichten nahe dem Flüssigzustand erreichbar.
Flüssigwasserstoff
Flüssigwasserstoff
Wasserstoff wird auf etwa -253 °C heruntergekühlt, um ihn in flüssiger Form zu speichern. Das ermöglicht eine leicht höhere Energiedichte im Vergleich zur gasförmigen Speicherung. Doch erfordert dieses Verfahren einen hohen Energieaufwand für die Kühlung sowie hochisolierte und -komplexe Behälter. Zudem ist die Technologie in einem frühen Reifegrad, da es keine Standarisierung gibt.
Feste Speicher
Feste Speicher
Wasserstoff kann in festen Materialien wie Metallhydriden gespeichert werden. Dabei wird H2 chemisch in einer festen Matrix gebunden. Diese Technologie ist noch in der Entwicklung, bietet jedoch vielversprechende Perspektiven für Anwendungen bei denen Sicherheit und Platzersparnis wichtig sind. Das hohe hohen Gewicht ermöglich den Einsatz lediglich im stationären Umfeld.
Chemische Wasserstoffspeicherung
Chemische Wasserstoffspeicherung
Chemische Wasserstoffspeicherung verwendet spezielle Flüssigkeiten (LOHC) oder H2-Derivate, wie Ammoniak. Bei Bedarf wird H2 durch chemische Reaktionen gasförmig freigesetzt. Das ermöglicht die Speicherung bei normalen Temperaturen und den Transport über bestehende Infrastrukturen. Einschränkungen wie Toxikologie erlauben nur den Transport großer Mengen über lange Distanzen.
Effiziente Wasserstoffspeicherung ist wichtig für dessen Nutzung als saubere Energiespeicher. Mit fortschreitender Technologie werden die Speichermethoden wirkungsvoller und kostengünstiger, was die Nutzung von H2 als nachhaltige Energieoption fördert.
Welche Materialien eignen sich am besten zur Speicherung von Wasserstoff?
Die Wahl des besten Materials zur Speicherung von Wasserstoff hängt von der Anwendung, Speicherdichte und Sicherheitsanforderungen ab. Die drei Hauptmaterialien sind:
Hochdrucktanks aus Kohlefaser
Hochdrucktanks aus Kohlefaser, wie z. B. der Carbon4Tank, sind leicht und stark - ideal für mobile Anwendungen. Sie können gasförmigen Wasserstoff bei Drücken von bis zu 700 Bar (ca. 10.000 psi) sicher speichern.
Kryogene Behälter aus Edelstahl
Kryogene Edelstahlbehälter mit spezieller Isolierung speichern Flüssigwasserstoff. Er bietet hohe Energiedichte, ist aber energieintensiv und schwer handhabbar durch intensive Kühlung – besonders im Automotive.
Metallhydride und feste Speicherstoffe
Metallhydride wie Magnesiumhydrid speichern Wasserstoff chemisch in fester Form und geben ihn bei Bedarf frei. Diese Methode ist sicher und kompakt, aber oft schwerer und langsamer in der Wasserstofffreisetzung.
Hochdrucktanks sind ideal für die Mobilität, wie etwa wasserstoffbetriebene LKW. Kryogene Behälter eignen sich besonders gut für Spezialanwendungen, wie beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt, bei der Wasserstoff für Raketenantriebe eingesetzt wird. Metallhydride und feste Speicherstoffe sind ideal für stationäre Anwendungen, bei denen Platz und Gewicht keine zentrale Rolle spielen, wie zum Beispiel bei industriellen Prozessen. Forschung und Entwicklung verbessern kontinuierlich die Effizienz und Sicherheit der Wasserstoffspeicherung.
Wofür wird gespeicherter Wasserstoff verwendet?
Wasserstoffspeicherung hat vielfältige Anwendungsbereiche, die sowohl bestehende als auch zukünftige Technologien umfassen. Die wichtigsten Einsatzmöglichkeiten sind:
Transportsektor
Transportsektor
Wasserstoff kann z. B. in dem Voith Plug & Drive H2 Storage System, als Treibstoff für Wasserstoffverbrenner- und Brennstoffzellenfahrzeuge verwendet werden, einschließlich Autos, LKWs, Bussen, Zügen und sogar Schiffen. Brennstoffzellenfahrzeuge emittieren nur Wasserdampf und bieten eine umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor.
Stromerzeugung und -speicherung
Stromerzeugung und -speicherung
Wasserstoff eignet sich zur Stromerzeugung, sowohl für netzgebundene Anwendungen als auch für abgelegene oder netzunabhängige Standorte.
Industrie
Industrie
In der Industrie kann Wasserstoff als Rohstoff in verschiedenen chemischen Prozessen verwendet werden, wie z.B. der Ammoniakproduktion oder der Raffination von Erdöl.
Energieversorgung für Gebäude
Energieversorgung für Gebäude
Wasserstoff-Brennstoffzellen sind zur Bereitstellung von Wärme und Strom in Gebäuden einsetzbar. Dies bietet eine saubere und effiziente Energiequelle für Wohnhäuser, Büros und andere Einrichtungen.
Luft- und Raumfahrt
Luft- und Raumfahrt
Wasserstoff hat großes Potenzial in der Luft- und Raumfahrt, sowohl als Treibstoff für Flugzeuge als auch für Raketenantriebe. Die hohe Energiedichte von Wasserstoff macht ihn ideal für Anwendungen, bei denen Gewicht und Leistung entscheidend sind.
Notstromversorgung
Notstromversorgung
Wasserstoffspeicherung spielt als zuverlässige Notstromversorgung, insbesondere in kritischen Infrastrukturen wie Krankenhäusern, Rechenzentren und Kommunikationsanlagen, eine wichtige Rolle. Brennstoffzellen bieten eine emissionsfreie Alternative zu Dieselgeneratoren.
Die vielseitigen Anwendungen der Wasserstoffspeicherung machen sie zu einem wichtigen Baustein für eine nachhaltige Energiezukunft. Die Integration von Wasserstoffspeichertechnologien in verschiedene Sektoren reduziert die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und erhöht gleichzeitig die Energieeffizienz und Umweltfreundlichkeit.
Ist Wasserstoffspeicherung sicher?
Es gibt bewährte Methoden und Technologien, die eine sichere Speicherung von Wasserstoff garantieren.
Moderne Speicher nutzen Drucksensoren, Überdruckventile und robuste Gehäuse. Regelmäßige Inspektionen und strenge Vorschriften gewährleisten die Sicherheit. Zahlreiche Einzeltest und kombinierte Testverfahren sind erforderlich, um Wasserstoffspeichersysteme z. B. in Fahrzeugen, einsetzen zu dürfen. Dazu zählen beispielsweise Berst-, Feuer-, Crash- oder auch Lebensdauertests. Näheres erfahren Sie auf unserer Tankseite.
Mit den richtigen Technologien und Sicherheitsmaßnahmen ist die Speicherung von Wasserstoff sicher.
Welche Herausforderungen gibt es bei der Wasserstoffspeicherung?
Die Speicherung von Wasserstoff bringt mehrere Herausforderungen mit sich. Die wichtigsten sind:
Speichereffizienz
Ziel ist den Speicherraum so klein wie möglich zu halten bei maximaler Energiedichte. Dies erfordert hohe Drücke oder die Verflüssigung von Wasserstoff. Beides ist möglich und abhängig von Anwendung in Nutzung.
Sicherheit
Wasserstoff ist leicht entzündlich und kann explosive Gemische mit Luft bilden. Strenge Sicherheitsvorkehrungen und hochwertige Materialien machen die Nutzung von Wasserstoff sicher.
Hohe Kosten
Wasserstoff als Energieträger ist noch in der Anfangsphase. Dadurch ist dieser aktuell vergleichsweise teuer. Weitere Verbesserungen und Skalierungseffekte können künftig für deutlich niedrigere Preise sorgen.
Umwelteinflüsse
Die Speichertechnologien von Wasserstoff müssen extremen Umwelteinflüssen standhalten, korrosionsbeständig und langlebig sein. Spezielle Materialien, wie zum Beispiel CFK, erfüllen diese Anforderungen.
Energieraufwand
Die Verflüssigung durch Abkühlung auf -253°C (-423°F) und die Komprimierung von Wasserstoff sind energieaufwändig. Die smarte Nutzung von überschüssig produziertem grünem Strom könnte ein Lösungsansatz sein.
Infrastruktur
Die bestehende Wasserstoff Infrastruktur ist noch nicht ausreichend entwickelt. Es bedarf erheblicher Investitionen in Transport- und Lagerlösungen, um eine breite Nutzung zu ermöglichen.
Die Speicherung von Wasserstoff ist komplex und mit mehreren Herausforderungen verbunden. Durch kontinuierliche Forschung und technologischen Innovationen können diese Herausforderungen überwunden werden, um Wasserstoff zu einer praktikablen und nachhaltigen Energiequelle zu machen.
Zwei Produkte, die bereits heute sichere und effiziente Speicherung ermöglichen sind:
Carbon4Tank
Über Voith HySTech
Voith HySTech steht für innovative Wasserstoffspeicherlösungen, die die Mobilität und Energieversorgung von morgen prägen. Als Teil des Voith-Konzerns verbinden wir jahrzehntelange CFK- und Automotive Expertise mit modernster Technologie.
Unser modulares Speichersystem für schwere Nutzfahrzeuge ermöglicht schnelles Betanken in nur 10 Minuten und bietet höchste Sicherheit und Speicherkapazität. Dank des „Plug & Drive“-Konzepts lassen sich unsere Systeme nahtlos integrieren – ein entscheidender Beitrag zur Dekarbonisierung des Schwerlastverkehrs.
Mit unserem einzigartigen TowPreg-Wickelverfahren setzen wir neue Qualitätsstandards für Typ-IV-Tanks. Trotz hoher Marktanforderungen liefern wir ein zertifiziertes, sicheres Produkt, das weltweit von führenden LKW-OEMs im Voith Speichersystem genutzt wird.
Voith HySTech – für eine nachhaltige, emissionsfreie Zukunft.
Bei Voith HySTech revolutionieren wir mit unseren innovativen Wasserstoffspeicher-Lösungen die Mobilität von morgen. Als Teil des renommierten Voith-Konzerns bringen wir jahrzehntelange Expertise in der Entwicklung und Herstellung von maßgeschneiderten CFK-Produkten ein.
Unser Flaggschiff, das modulare Wasserstoff-Speichersystem für LKW´s, ermöglicht eine Betankung in nur 10 Minuten und bietet maximale Sicherheit und Speicherkapazität. Unser Plug & Drive"-Konzept verspricht eine nahtlose Integration unserer Systeme in Ihre Fahrzeuge und leistet damit einen wesentlichen Beitrag zur Dekarbonisierung des Schwerlastverkehrs. Mit unserem einzigartigen TowPreg-Wickelverfahren erreichen wir eine Qualität, die in der Branche einzigartig ist.
Trotz der Herausforderungen des Marktes und der hohen Anforderungen ist es uns gelungen, mit unserem Wasserstofftank ein zertifiziertes und sicheres Produkt anzubieten, das von führenden LKW-OEMs weltweit anerkannt wird. Wir sind Voith HySTech, und wir gestalten eine emissionsfreie Zukunft - nachhaltig und sicher.
Informationsmaterialien
News
Damit Wasserstofftanks auf die Straße dürfen, müssen sie laut Gesetz vorher eine Zertifizierung erhalten. In Europa wird die Typgenehmigung von H₂-Tanksystemen durch die Regelung UNECE R 134 definiert. Nun wurde erstmals ein Typ IV Wasserstofftank mit 700 bar und 350 Litern Fassungsvermögen nach den Richtlinien der Wirtschaftskommission der Vereinten Nationen für Europa für den Straßenverkehr zugelassen.
Wir entwickeln Recyclinglösungen für Wasserstofftanks und Fertigungsverfahren zur Herstellung von Automobilteilen aus recycelten Materialien. Unser Schwerpunkt liegt auf der Weiterentwicklung von zwei verschiedenen Recyclingansätzen: der erste Ansatz basiert ist auf das Recyceln von Produktionsabfällen, der zweite Ansatz baut auf die Wiederverwertung von EOL-Komponenten (End-of-Life) wie H₂Typ IV Tanks auf. Lesen Sie mehr in dem Artikel von Composites World.
Voith Composites, der Composites 4.0 Branchenführer und das Produktionszentrum für kohlenstofffaserverstärkte Verbundwerkstoffe (CFK) innerhalb des Voith Konzerns, hat den JEC Composites Innovation Award 2022 für die Entwicklung und Produktion der Voith Inline Thruster CFK-Rotorblätter unter Verwendung von Carbon4Stack und Carbon4Tool gewonnen.
Inhalte
BMW M ist ein Pionier in der Automobilbranche. Während CFK-Techniken von einigen Automobilherstellern nur langsam übernommen werden, haben die BMW Group und BMW M bereits das Potenzial erfolgreich integrierter CFK-Teile erkannt.
HORYZN ist eine studentische Initiative, die sich auf reale Anwendungsfälle für UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) konzentriert. Das Team der TU München arbeitet gemeinsam an der Konzeption, Entwicklung und Implementierung von UAVs für soziale Zwecke. Voith Composites wurde gebeten, das jüngste Projekt von HORZYN, ein eVTOL (electric vertical take-off and landing) UAV für medizinische Notfälle, mit seiner CFK-Werkzeuglösung - Carbon4Tool - zu unterstützen, was dem Projekt zu einem ersten Erfolg verholfen hat.
Composites 4.0 ist ein Teil dessen, was wir als Industrie 4.0 oder allgemeiner als digitale Transformation bezeichnen. Sie ermöglicht die Automatisierung und den Datenaustausch bei Fertigungstechnologien in der Verbundwerkstoffindustrie. Es geht darum, Technologien zu entwickeln, um das Beste aus der Herstellung von Verbundwerkstoffen herauszuholen. Composites 4.0 bedeutet auch, den Aufbau intelligenter Fabriken und Prozesse, die optimiert sind, um Ausschuss und Kosten zu reduzieren und gleichzeitig die Qualität von Verbundwerkstoffteilen zu erhöhen.
Die DUQUEINE Group - ein erstklassiger Hersteller von Verbundwerkstoffteilen in Frankreich - hat sich mit Voith Composites zusammengetan, um Carbon4Tool zu testen. Carbon4Tool ist - das innovative neue Prepreg-Material von Voith aus kohlenstofffaserverstärkten Polymeren (CFK) für Werkzeuganwendungen.