Ein Forschungsteam der Helmut-Schmidt-Universität in Hamburg hat in Zusammenarbeit mit dem Helmholtz-Zentrum Hereon ein innovatives Metallhydrid-Kompressorsystem entwickelt. Diese Technologie ermöglicht es erstmals, dass Wasserstoff gleichzeitig als zu komprimierendes Medium und als Wärmeträger fungiert. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Communications Engineering“ veröffentlicht und sind bereits vorab patentiert worden.
Metallhydrid-Kompressoren gelten als potenzielle Alternative zu mechanischen Kompressoren, da sie hauptsächlich durch Wärme und nicht durch elektrischen Strom angetrieben werden. Die Leistung solcher Geräte war jedoch bisher oft durch langsame Wärmeübertragungsprozesse im Material begrenzt. Der neu entwickelte Kompressor überwindet diese Hürde, indem er den Wasserstoff durch das Metallhydrid zirkulieren lässt und so die Wärme direkt überträgt. Ein Kältezyklus fördert die Absorption, ein Wärmezyklus die Freisetzung des Wasserstoffs.
„Wir nutzen den Wasserstoff nicht nur als Arbeitsmedium, sondern gleichzeitig als effektiven Wärmeträger. Dadurch können wir die zuvor limitierenden Wärmeleitprozesse umgehen und auf komplexe interne Wärmetauscherstrukturen verzichten“, erklärt Lukas Fleming, Erstautor der Studie und Forscher am Hereon-Institut für Wasserstofftechnologien sowie an der Helmut-Schmidt-Universität.
„Auf diese Weise werden Produktivität und Effizienz gesteigert. Darüber hinaus wird die thermische Kompression mit der mechanischen Kompressionstechnologie kombiniert, was die Grundlage für eine nachhaltige Wasserstoffinfrastruktur schafft“, fügt Dr. Julian Puszkiel hinzu, der die Forschung gemeinsam betreut hat.
Simulationsanalysen zeigen, dass der neue Metallhydrid-Kompressor eine höhere Leistungsdichte erreichen kann. Unter bestimmten Betriebsbedingungen ist seine Produktivität als Leistungskennzahl im Vergleich zu herkömmlichen Metallhydrid-Kompressoren deutlich erhöht, während der zusätzliche Stromverbrauch für den Gebläsebetrieb weiterhin gering bleibt. Da der Großteil der Systemenergie in Form von Wärme bereitgestellt wird, übertrifft er auch herkömmliche mechanische Kompressoren in puncto Stromverbrauchseffizienz.
Die derzeit in der Industrie weit verbreiteten mechanischen Kompressoren haben Nachteile wie hohen Wartungsbedarf, Lärmbelastung und die Möglichkeit der Wasserstoffkontamination. Im Gegensatz dazu arbeiten Metallhydrid-Kompressoren mit geringerem Verschleiß und sehr geringer Geräuschentwicklung und bieten somit eine neue Option für eine nachhaltige Wasserstoffinfrastruktur.
Veröffentlichungsdetails: Autor: Torsten Fischer, Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren; Titel: „Hydrogen doubles as coolant and working gas in new metal hydride compressor“; Veröffentlicht in: „Communications Engineering“ (2026); Journal-Information: „Communications Engineering“.
