Strom und Wasserstoff in einer gemeinsamen Leitung

„Es gibt einen erhöhten Bedarf, elektrische Energie aus Windparks im Norden zu Großverbrauchern im Süden Deutschlands zu transportieren. Supraleiter ermöglichen es, hohe Ströme über weite Strecken nahezu verlustfrei zu transportieren. Flüssigwasserstoff bietet mit seiner niedrigen Temperatur die ideale Umgebung für den Supraleiter“, sagt Tabea Arndt. Die Expertin arbeitet mit ihrem Team an der Entwicklung einer hybriden Pipeline, in der sich elektrische und chemische Energie parallel übertragen lassen.

Grüner, also mit erneuerbarer Energie erzeugter Wasserstoff kann fossile Energieträger ersetzen und gilt als Schlüsselelement auf dem Weg zur angestrebten Klimaneutralität Deutschlands bis 2045. „Es ist unbestritten, dass Wasserstoff in den Werkzeugkasten unserer Energieversorgung gehört“, so die Wissenschaftlerin. Wasserstoff, der auf dem Seeweg zumeist ohnehin als Flüssigwasserstoff importiert wird, hat in tiefkalter, flüssiger Form eine hohe Energiedichte und lässt sich gut transportieren. Ein Supraleiterkabel für Strom lässt sich in eine Flüssigwasserstoff-Pipeline integrieren, ohne diese zu beeinflussen. „Wir müssen künftig viel Wasserstoff transportieren, der in Industriezentren und für den Antrieb von Lkw, Schiffen oder Zügen benötigt wird“, betont Arndt.

Das ITEP koordiniert das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Verbundprojekt „AppLHy!“, an dem mehrere Institute des KIT zusammen mit externen Projektbeteiligten am Design und der Realisierung einer kombinierten Flüssigwasserstoff- und elektrischen Energie-Transportstrecke zusammenarbeiten. „AppLHy!“ ist Teil des von der Bundesregierung geförderten Wasserstoff-Leitprojekts „TransHyde“ zu Transporttechnologien und Infrastrukturen für die grüne Wasserstoffwirtschaft. Die Forschung am ITEP ist Teil der des Energy Lab 2.0 am  KIT, in dessen Anlagen sich die gesamte Kette von der Wasserstoff-Verflüssigung über die energietechnischen Anwendungen der Elektrotechnik bis zu Brennstoffzellenheizungen untersuchen und umsetzen lässt. Arndt erforscht unter anderem, wie man für das Nutzen von Wasserstoff effiziente Antriebsstränge kompakter bauen und andere Komponenten der Wasserstofftechnologie leistungsstärker und energieeffizienter auslegen kann.

„Mich interessiert die anwendungsorientierte Technologieentwicklung von den Grundlagen bis zur technologischen Reife“, betont die Expertin, die vor ihrem Ruf an das KIT mehr als ein Jahrzehnt in Forschungs- und Entwicklungsabteilungen namhafter Unternehmen tätig war. Das von ihr am ITEP koordinierte Forschungsfeld „Supraleitende Magnettechnologie“ umfasst die Themen Spulen und Magnettechnologie, Hochstromkomponenten für Wasserstoff und Fusion sowie Rotierende Maschinen. Für ihre außerordentlichen Leistungen auf dem Gebiet der angewandten Supraleitung wurde die Physikerin 2023 mit dem Preis des internationalen technischen Berufsverbands Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) – „Award for Continuing and Significant Contributions in the Field of Applied Superconductivity, Large Scale“ – ausgezeichnet. (afr)

Der Presseservice des KIT stellt gerne den Kontakt zwischen den Medien und Prof. Tabea Arndt her.

Fotonachweis
Foto Demonstrator: Sandra Göttisheim, KIT
Porträt Prof. Tabea Arndt, ITEP, KIT: Sandra Göttisheim, KIT