Magnetokalorische Kühlung: Erste europäische Pilotanlage für LH2 in Betrieb
Im Rahmen des EU-geförderten Projekts HyLICAL haben das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) und das Start-up Magnotherm eine Demonstrationsanlage zur Wasserstoffverflüssigung entwickelt. Die Pilotanlage nutzt den magnetokalorischen Effekt, bei dem bestimmte Materialien – etwa Lanthan-Eisen-Silizium-Legierungen – durch ein Magnetfeld eine Temperaturänderung erfahren. So kann Wasserstoff nach Vorkühlung mit flüssigem Stickstoff auf -253 Grad Celsius gebracht und verflüssigt werden.
Kernstück der Anlage ist ein 19-Tesla-Supraleitmagnet, der im Hochfeldlabor Dresden (HLD) des HZDR installiert ist. Zum Vergleich: Magnetresonanztomographen in der Medizin arbeiten mit Magnetfeldern von 1,5 bis 3 Tesla. „Wir können mit dieser Anlage nun das Prinzip und seine Funktionsweise nachweisen“, sagt HZDR-Wissenschaftler Tino Gottschall. Ziel sei es, die Effizienz so zu steigern, dass täglich 100 Kilogramm flüssiger Wasserstoff produziert werden können. Langfristig strebt das Team eine industrielle Anlage mit einer Kapazität von 5.000 Kilogramm pro Tag an.
Kostensenkung bei der Verflüssigung angestrebt
Die Projektpartner wollen mit der Technologie die Kosten der Wasserstoffverflüssigung deutlich senken. „Mit dem Magnotherm-Joint-Lab am HZDR wollen wir die Verflüssigungskosten auf unter 1,50 Euro pro Kilogramm Wasserstoff senken – im Vergleich zu konventionellen Anlagen“, erklärt Gottschall. Herkömmliche Verfahren arbeiten mit energieintensiven Kompressoren und Kältemitteln, die oft klimaschädlich sind. Die magnetokalorische Kühlung kommt ohne diese aus.
„Unsere magnetische Kühltechnologie ist eine klimafreundliche und energieeffiziente Alternative – ohne Kompressoren und umweltschädliche Kältemittel“, sagt Timur Sirman, Co-Geschäftsführer von Magnotherm. Die Technologie könne zur Transformation der Kältetechnik beitragen.
HyLICAL will Technologie zur Marktreife bringen
Das Projekt HyLICAL wird im Rahmen von Horizon Europe und der Clean Hydrogen Partnership gefördert. Es verfolgt das Ziel, die magnetokalorische Wasserstoffverflüssigung von einem Labor-Nachweis (Technologiereifegrad TRL 3) auf ein industriell relevantes Demonstratorniveau (TRL 5) zu bringen. Die erwarteten Effizienzgewinne gegenüber konventionellen Verfahren liegen laut Projektangaben bei 30 bis 50 Prozent.
Magnotherm wurde 2019 als Ausgründung der Technischen Universität Darmstadt gegründet und entwickelt magnetische Kühlsysteme für industrielle Anwendungen. Das HZDR ist ein Forschungszentrum der Helmholtz-Gemeinschaft mit Schwerpunkt auf Energie, Gesundheit und Materie.