POWERPASTE: waterstofopslag in pasta substantie

Fraunhofer ontwikkelde POWERPASTE voor waterstofopslag. Deze nieuwe pasta is gebaseerd op magnesiumhydride. Het is een veilige manier om waterstof op te slaan en in deze vorm gemakkelijk te vervoeren en aan te vullen.

Pasta als brandstof

Onderzoekers van het Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology en Advanced Materials IFAM in Dresden hebben een waterstofbrandstof ontwikkeld die ideaal is voor kleine voertuigen: POWERPASTE. POWERPASTE slaat waterstof op in een chemische vorm bij kamertemperatuur en atmosferische druk om vervolgens op aanvraag vrij te komen. Aangezien dat POWERPASTE pas begint te ontleden bij temperaturen van rond de 250 °C, is het veilig, zelfs wanneer een vervoermiddel met de pasta uren in de zon staat. Bovendien is tanken uiterst eenvoudig bij kleine vervoermiddelen. In plaats van naar het tankstation te gaan, hoeven rijders alleen maar een lege cartridge te vervangen door een nieuwe en vervolgens een watertank bij te vullen met leidingwater. Dit kan zowel thuis als onderweg.

Energieopslagoplossing

Het uitgangsmateriaal van POWERPASTE is magnesium, een van de meest voorkomende elementen en dus een gemakkelijk verkrijgbaar grondstof. Magnesiumpoeder wordt gecombineerd met waterstof om magnesiumhydride te vormen in een proces uitgevoerd bij 350 °C en vijf tot zes keer atmosferische druk. Een metaalzout en ester worden vervolgens toegevoegd om het eindproduct te vormen. Aan boord van het voertuig wordt de POWERPASTE door middel van een zuiger uit een cartridge bevrijd. Wanneer water uit een tank aan boord wordt toegevoegd, genereert de daaropvolgende reactie waterstofgas in een hoeveelheid die dynamisch is aangepast aan de werkelijke behoeften van de brandstofcel. Slechts de helft van de waterstof is afkomstig van de POWERPASTE. De rest is afkomstig uit het toegevoegde water.

Hieronder een schematisch overzicht van de werking.

Enorme energieopslagdichtheid

POWERPASTE is een waterstof opslagmiddel met ultrahoge capaciteit voor PEM-brandstofceltoepassingen. Het geeft waterstof af bij contact met water. Het heeft een waterstofcapaciteit van ongeveer 10 massa-% oftewel 10 kg POWERPASTE = 1 kg waterstof. De onafhankelijke dosering van water en POWERPASTE zorgt voor een zeer gecontroleerde en veilige waterstofproductie, die op elk moment kan worden gestart en gestopt.

“POWERPASTE heeft dus een enorme energieopslagdichtheid”, zegt Dr. Marcus Vogt, onderzoeksmedewerker bij Fraunhofer IFAM. “Het is aanzienlijk hoger dan die van een 700 bar hogedruktank. En in vergelijking met batterijen heeft het tien keer de energieopslagdichtheid.”

Dit betekent dat POWERPASTE een bereik biedt dat vergelijkbaar is met – of zelfs groter is dan – benzine. En het biedt ook een hoger bereik dan gecomprimeerde waterstof bij een druk van 700 bar.

Pilot center

Fraunhofer IFAM bouwt momenteel een productie-installatie voor POWERPASTE in het Fraunhofer Project Center for Energy Storage and Systems ZESS. Het is gepland om in 2021 in werking te treden. Deze nieuwe faciliteit zal in staat zijn om tot vier ton POWERPASTE per jaar te produceren.

Bron: Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology and Advanced Materials IFAM