FASZINATION STAHL

Interkonnektoren aus Crofer 22 H machen die Brennstoffzelle effizienter und kostengünstiger
Kraftwerken, ob im Haus, im Auto oder Flugzeug.
Dort liefern sie Strom und Wärme ohne schädliche
CO 2 -Emissonen. Eigenschaften einer echten
Zukunftstechnologie.
Die Venturi-Edelstahlsonde holt Heizenergie einfach und
effizient aus dem Grundwasser
Hochleistungs-Werkstoff könnte sich dies
ändern: Er heißt Crofer 22 H und wurde vom
Forschungszentrum Jülich in Kooperation mit
ThyssenKrupp VDM entwickelt. Sein Name ist
Programm – eine Stahlmischung, die neben
Eisen Chrom enthält und mit Hilfe weiterer Legierungsmittel
wie Niob, Wolfram und Silizium
eine außerordentliche Festigkeit ermöglicht.
Crofer 22 H wurde speziell für Hochtemperatur-
Brennstoffzellen entwickelt. Dort dient er als
Werkstoff für die so genannten Interkonnektoren,
elektrisch leitfähige Zwischenplatten aus Stahl,
mit deren Hilfe mehrere in einer Reihe geschaltete
Brennstoffzellen miteinander verbunden
werden können und die zugleich Zuleitungskanäle
für Brennstoff und Sauerstoff enthalten.
Arbeitstemperaturen von bis zu 900 Grad Celsius
stellen dabei extreme Anforderungen dar, die der
neue Werkstoff allesamt erfüllt: Korrosionsbeständigkeit,
hohe elektrische Leitfähigkeit und
eben Hochtemperaturfestigkeit. Wo die meisten
Stahlsorten infolge der Hitze weich werden, sind
die Crofer-22-H-Interkonnektoren so widerstandsfähig
und mit einer Dicke von nur 0,5 Millimetern
so leicht, dass sogar einem mobilen Einsatz der
Brennstoffzellen nichts im Wege steht. Da der
neue Stahl infolge des Siliziumanteils großtechnisch
erschmolzen werden kann, steht zudem
eine deutlich kostengünstigere Legierung zur
Verfügung, was wiederum die Herstellungskosten
der Brennstoffzellen insgesamt sinken lässt.
Gut möglich, dass die Hochtemperatur-Brennstoffzelle
dank Crofer 22 H eines Tages tat sächlich
flächendeckend genutzt wird – in kleinen,
dezentralen und äußerst energieeffizienten
Venturi-Edelstahlsonde
(Sonderpreis „Klimaschutz mit Stahl“)
Wer heute ein Haus baut, muss klare Vorstellungen
haben, woher die Wärme für die eigenen
vier Wände kommen soll. Öl- und Gaskessel sind
zwar vergleichsweise günstig, doch die Rechnung
kommt spätestens nach der ersten Heizsaison.
Wer sich hingegen weitgehend unabhängig
von steigenden Energiepreisen machen und
klimaschonend heizen will, dem bietet die Wärmepumpentechnologie
eine Alternative. Sie
nutzt die Umgebungswärme aus dem Erdreich
oder Grundwasser und überträgt sie unter Zuführung
elektrischer Antriebsenergie als Nutzwärme
in das häusliche Heizungssystem.
Mit der Venturi-Edelstahlsonde rückt der Traum
von der eigenen Energieautonomie nun noch
näher und macht ihn obendrein effizienter. Als
Herzstück einer Wärmepumpenanlage nutzt sie
die thermische Energie aus dem oberflächennahen
Grundwasser, das nicht zur Trinkwassergewinnung
eingesetzt wird und in 5 bis 10 Meter
Tiefe eine Temperatur von etwa 10 Grad aufweist.
Dort, im so genannten ersten Wasserleiter,
arbeitet die Sonde als Wärmetauscher und
entzieht dem Wasser Wärme. Dazu wird ein
kühles Trägermittel in einem Kreislauf durch
die Sonde gepumpt, das sich auf seinem Weg
durch die Tiefe um 3 Grad erwärmt. Eine so
genannte statische archimedische Schraube
verwirbelt im Inneren der Sonde zusätzlich das
Wasser, was den Wirkungsgrad weiter verbessert.
Die Temperaturdifferenz zwischen einfließendem
und zurückfließendem Wärmeträgermittel
reicht somit aus, um bis zu 75 Prozent
der Energie zu liefern, die etwa zur Heizen ergieerzeugung
benötigt wird. Der Rest erfolgt
über Strom, der die Wärmepumpe antreibt.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Erdwärme-
Duplex-Sonden mit vergleichbarer Leistung
kommt die Venturi-Sonde mit einer 50 Prozent
geringeren Bohrtiefe aus und ist einfach zu
installieren. Auch der Werkstoff punktet: Da
Edelstahl eine relativ gute Wärmeleitfähigkeit
besitzt, arbeitet die Sonde besonders effizient.
Beste Aussichten also für Häuslebauer: Wo
bislang Öl und Gas die Heizung befeuerten,
reichen heute Wasser und Strom.