POWERPASTE

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POWERPASTE is an ultra-high capacity hydrogen storage substance for PEM fuel cell applications invented and developed by Fraunhofer IFAM.

POWERPASTE releases hydrogen on contact with water. It has a hydrogen capacity of about 10 mass-% (i.e. 10 kg POWERPASTE → 1 kg hydrogen). This is a specific energy of 1.6 kWhel/kg and an energy density of 1.9 kWh/liter, or about 10 times the capacity of Li-Ion batteries.

The award-winning POWERPASTE technology is patent-pending and offers many advantages over other energy storage technologies, in particular in the power range from 100 W to 10 kW.

Wasserstoffantriebe für E-Scooter und Co.

Wasserstoff gilt als Antrieb der Zukunft. Während bereits erste Wasserstoff-Autos über deutsche Straßen fahren, ist der bisher übliche Drucktank für E-Scooter jedoch nicht handhabbar. Die POWERPASTE liefert eine Alternative: In ihr lässt sich Wasserstoff auf sichere Weise chemisch speichern, einfach transportieren und ohne teure Tankstellen-Infrastruktur nachtanken. Ein Forscherteam am Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Dresden hat die Paste entwickelt, die auf Magnesiumhydrid basiert.

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POWERPASTE: Eine fortschrittliche Hochenergie-Speicherlösung

POWERPASTE ist eine innovative Energiespeicherlösung, die die Vorteile von Metallhydriden in einer einzigartigen und anpassbaren Zusammensetzung nutzt. Die Kombination von Magnesiumhydrid (MgH₂), einem Metallsalz-Additiv und einem Ester ermöglicht es POWERPASTE beeindruckende Energiedichten von etwa 1,6 kWh/kg und 1,9 kWh/Liter auf Materialebene zu erreichen. Die besondere Eigenschaft von POWERPASTE ist, dass das Metallhydrid dosierbar wird und die Reaktion mit Wasser besonders dynamisch ist. Diese vielseitige Energiespeicherlösung eignet sich für zahlreiche Anwendungen, bei denen Wasser verfügbar ist, und stellt eine attraktive Alternative zu herkömmlichen Energiespeicherlösungen wie Batterien dar.

Die Hydrolyse von Magnesiumhydrid in POWERPASTE erzeugt gasförmigen Wasserstoff, der anschließend in Brennstoffzellen in Elektrizität umgewandelt werden kann. Dadurch können kompakte, sichere, langlebige und kostengünstige Energiesysteme entwickelt werden, die hinsichtlich ihrer Energiedichte sogar Hochleistungsbatterien, auch auf Systemebene, übertreffen.

Anwendungen von POWERPASTE

  • Backup- und Notfallenergiesysteme
  • Autonome Tele- und Funkkommunikation
  • Tragbare elektronische Geräte und Ladegeräte
  • Mobile Reserveenergiesysteme
  • Camping- und Outdoor-Ausrüstung
  • Energieversorgung in umweltsensiblen Bereichen
  • Sensoren und Sonden
  • Bojen, Warn- und Lichtsignale
  • POWERPASTE für Energieversorgung in der Luftfahrt

Vorteile von POWERPASTE

Am Fraunhofer IFAM Dresden wurde hochenergetisches, ungiftiges, aber mit Wasser nur wenig reaktionsfreudiges MgH₂ als POWERPASTE für die Hydrolyse zugänglich gemacht. Dieser innovative Ansatz adressiert die Herausforderungen anderer Hydrolyse-Materialien, wie langsame Reaktionsgeschwindigkeiten, teure Katalysatoren, hohe Produktionskosten und Giftigkeit von Materialien.

Die wichtigsten Vorteile von POWERPASTE sind:

  • Sehr hohe praktisch erreichbare gravimetrische und volumetrische Energiedichten
  • Hohe Verfügbarkeit der Ausgangsmaterialien (insbesondere Mg)
  • Geringe Kosten pro kWh
  • Hohes Optimierungspotenzial für die großtechnische Produktion
  • Einfache Handhabung der Materialien
  • Lange Haltbarkeit, keine Selbstentladung
  • Durchführung der Hydrolysereaktion mit flüssigem Wasser (keine Wärme oder Dampf erforderlich)
  • Anpassbare Reaktionskinetik für anwendungsspezifische Bedürfnisse
  • Hohe Reaktions- und Systemsicherheit
  • Geräuschlose und emissionsfreie Energieumwandlung
  • Ungiftigkeit sowohl des Hydrolysebrennstoffs als auch der Hydrolyse-Nebenprodukte

Das Fraunhofer IFAM Dresden hält Patente für verschiedene Metallhydrid-basierte Hydrolysematerialien, deren Herstellung und der zugehörigen Systemtechnik. Die Erfindung wurde mit dem f-cell award 2013 (1. Platz in der Kategorie „Wissenschaft“) ausgezeichnet.

Hintergrundinformationen

Das Fraunhofer IFAM in Dresden und die Grünland Handels GmbH in Österreich betreiben die gemeinsame Weiterentwicklung und industrienahe Anwendung der POWERPASTE-Technologie für stationäre Anwendungen, um dringend benötigte Akzente im Bereich der Wasserstoffspeicherung zu setzen.

Seit 2016 wird POWERPASTE regelmäßig auf der Hannover Messe präsentiert. Aktuelle Informationen zur POWERPASTE-Technologie finden Sie im folgenden Vortrag, der im Rahmen des Technical Forums, der Hydrogen + Fuel Cells EUROPE-Ausstellung, auf der Hannover Messe 2023 gehalten wurde: “Recent Advances in POWERPASTE: Changing the Future of Energy Storage | Hydrogen + Fuel Cells EUROPE”.