NewHydrogen prüft Standort in Utah als Pilotanlage für Wasserstofferzeugung mittels Wärmeenergie

NewHydrogen prüft eine Forschungseinrichtung in Utah als mögliche Pilotanlage, in der Wasser nicht mittels Strom, sondern mithilfe von Wärme als primärer Energiequelle in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten werden soll. Das Unternehmen hat eine unverbindliche Kooperationsvereinbarung mit dem San Rafael Energy Lab (USREL) in Utah unterzeichnet, um die Einrichtung in Orangeville zu evaluieren. In einer ersten Untersuchung sollen die verfügbare Infrastruktur, Versorgungsleistungen und Genehmigungsanforderungen geprüft werden, um NewHydrogen auf die nächste Phase seiner sogenannten ThermoLoop-Technologie vorzubereiten.

Das Potenzial der thermochemischen Wasserspaltung

Derzeit wird sauberer Wasserstoff überwiegend durch Elektrolyse gewonnen, bei der Wassermoleküle mithilfe von Strom in Wasserstoff und Sauerstoff aufgetrennt werden. Die thermochemische Wasserspaltung verfolgt einen anderen Ansatz und nutzt hohe Temperaturen sowie chemische Reaktionen, um die Trennung voranzutreiben. Das US-Energieministerium betrachtet die thermochemische Wasserspaltung als möglichen Weg, Wasserstoff mithilfe von Wärme aus konzentrierter Solarenergie und fortschrittlichen Kernreaktoren zu erzeugen. Je nach Verfahren liegen die erforderlichen Temperaturen im Bereich von etwa 500°C bis 2.000°C. ThermoLoop ist eine von NewHydrogen verfolgte Variante, die durch nahezu isotherme chemische Reaktionen arbeiten soll.

Das Unternehmen erklärt, dass sein Verfahren speziell entwickelte Materialien verwendet, die zwischen verschiedenen Stufen zirkulieren, sodass die Reaktion nahezu bei gleicher Temperatur abläuft. NewHydrogen gibt an, dass sein derzeitiges Ziel darin besteht, unterhalb von 1.000°C zu arbeiten. Dies ist entscheidend, da die Wasserstoffproduktion durch Elektrolyse große Mengen Strom erfordert, während thermochemische Systeme möglicherweise direkt Wärme nutzen könnten. Die Wirtschaftlichkeit hängt jedoch weitgehend von der Wärmequelle und den Wärmekosten sowie von der Effizienz, Haltbarkeit und den Kosten der chemischen Materialien und Reaktoren ab. Dies sind wesentliche Herausforderungen, denen sich thermochemischer Wasserstoff allgemein gegenübersieht. Das US-Energieministerium weist darauf hin, dass die Forschung die Haltbarkeit und Effizienz der Reaktionsmaterialien weiter verbessern sowie Reaktoren entwickeln muss, die in wiederholten Hochtemperaturzyklen zuverlässig arbeiten.

Vorteile der Einrichtung in Utah

Utah könnte eine geeignete Testumgebung bieten. Die vorgeschlagene Pilotanlage wäre deutlich kleiner als die letztlichen kommerziellen Ambitionen von NewHydrogen. Das Unternehmen beschreibt sie als Brücke zwischen einer technischen Testzelle und einer möglichen Wasserstoffproduktion im Gigawatt-Maßstab. USREL könnte für diesen Übergang einen interessanten Standort darstellen. Die Einrichtung in Orangeville umfasst mehr als 30.000 Quadratfuß Forschungsfläche sowie über 40 Acres Land unter staatlicher Kontrolle, mit zusätzlich angrenzendem Industriegelände. Die Aktivitäten decken Kernenergie, Stromkreislauftechnologien, Solarenergie und Fertigung ab.

Die Einrichtung entwickelt sich zudem zu einem Testgelände für fortschrittliche Kerntechnologien. USREL betreut Projekte mit Unternehmen wie Valar Atomics und NuCube Energy und bringt damit Erfahrung mit Hochtemperatur-Kernsystemen und industriellen Wärmeanwendungen an den Standort. Dies steht im Zusammenhang mit den langfristigen Plänen von NewHydrogen. Das Unternehmen hat vorgeschlagen, ThermoLoop mit der Wärme kleiner modularer Reaktoren zu koppeln und potenziell direkt nukleare Wärme zur Wasserstofferzeugung zu nutzen, anstatt die Wärme zunächst in Strom umzuwandeln.

Die Unternehmen befinden sich derzeit erst in der Prüfung, ob der Standort geeignet ist, und die Kooperationsvereinbarung ist unverbindlich. Sollte die Bewertung zu einer künftigen Errichtung führen, böte sie einen aussagekräftigen Test dafür, ob NewHystrogens wärmegetriebener Ansatz über die Labordemonstration hinaus zu einem größeren, kontinuierlichen Betrieb gelangen kann. Dieser Übergang wird die größte Bewährungsprobe für die Technologie darstellen. Wasserstoff im Labor herzustellen, ist eine Herausforderung – chemische Materialien, Wärmeübertragung, Reaktorbetrieb und Wasserstoffproduktion jedoch dauerhaft und wirtschaftlich aufrechtzuerhalten, ist eine andere. Diese Bewertung ist noch kein Meilenstein für die Wasserstoffproduktion; es ist lediglich ein erster Schritt, um zu verstehen, ob ThermoLoop sich von einer Labortechnologie zu einer funktionsfähigen Pilotanlage entwickeln kann.

Herausforderungen und Chancen der thermochemischen Wasserstoffproduktion

Die Bewertung durch NewHydrogen ist nicht nur eine technologische Erkundung, sondern hat weitreichende Auswirkungen auf die künftige Art der Wasserstoffproduktion. Die erfolgreiche Umsetzung der thermochemischen Wasserspaltung könnte insbesondere vor dem Hintergrund der Nutzung von Kern- und Solarenergie zu geringerem Energieverbrauch und niedrigeren Kosten bei der Wasserstoffherstellung führen. Die Kommerzialisierung der Technologie steht jedoch vor mehreren Herausforderungen, darunter die Haltbarkeit der Materialien und die Effizienz der Reaktoren. Die Einrichtung in Utah bietet eine ideale Testplattform, die die Weiterentwicklung dieser Technologie unterstützen und dazu beitragen kann, ihre Machbarkeit im realen Betrieb zu bewerten.