Ein gemeinsames Forschungsteam der Helmut‑Schmidt-Universität/Universität der Bundeswehr Hamburg und des Helmholtz‑Zentrums Hereon hat ein innovatives Konzept zur Wasserstoffverdichtung vorgestellt. Der Ansatz nutzt Wasserstoff erstmals gleichzeitig als Arbeitsmedium und als Wärmeüberträger und könnte ein wichtiger Schritt hin zu einer effizienteren und nachhaltigeren Wasserstoffinfrastruktur sein.
Ein innovativer Blick auf die Wasserstoffverdichtung
Wie lässt sich Wasserstoff so verdichten, dass er in industriellen Anwendungen effizienter und zuverlässiger genutzt werden kann? Mit dieser Frage beschäftigte sich ein Forschungsteam unter Beteiligung der HSU/UniBw H und des Helmholtz‑Zentrums Hereon. Im Mittelpunkt stehen sogenannte Metallhydrid‑Kompressoren – eine Technologie, die durch ihren leisen Betrieb, ihre Robustheit und ihren geringen Wartungsaufwand bereits als vielversprechende Alternative zu mechanischen Kompressoren gilt.
Bisher wurde ihre Leistungsfähigkeit jedoch durch einen limitierenden Faktor gebremst: den langsamen Wärmetransport innerhalb des Metallhydrids. Dieser Prozess bestimmt maßgeblich, wie schnell Wasserstoff aufgenommen und wieder abgegeben werden kann.
Wasserstoff übernimmt eine doppelte Rolle
Die neue Studie von Lukas Fleming (M.Sc.), Dipl.–Ing. Maximilian Passing, Prof. Dr. Thomas Klassen, Prof. Dr.–Ing. Julian Jepsen und Dr. Julián Puszkiel zeigt, wie sich dieses Hindernis überwinden lässt. Das Forschungsteam schlägt vor, Wasserstoff erstmals in einer doppelten Funktion einzusetzen: Er dient nicht nur als zu verdichtendes Medium, sondern transportiert gleichzeitig die Wärme im System.
Ein geschlossener Kreislauf aus heißem und kaltem Wasserstoff löst damit klassische interne Wärmetauscher ab. Die Wärmeabfuhr und -zufuhr erfolgt direkt über den Wasserstoffstrom, der durch das Metallhydrid geführt wird. Dieser Ansatz ermöglicht eine deutlich schnellere Aufnahme und Abgabe des Gases.
Höhere Leistungsdichte – geringerer Energiebedarf
Simulationen zeigen, dass sich die Leistungsdichte der Metallhydrid‑Kompressoren durch diesen Ansatz erheblich steigern lässt. Gleichzeitig bleibt der zusätzliche elektrische Energieaufwand gering, da das System überwiegend mit Wärme betrieben wird. Mechanische Kompressoren benötigen dafür deutlich mehr elektrische Energie, sind lauter und aufwendiger in der Wartung.
Durch den neuen Ansatz könnten Metallhydrid‑Kompressoren künftig eine noch wichtigere Rolle beim Aufbau einer nachhaltigen Wasserstoffinfrastruktur einnehmen.
Forschung im Rahmen des Projekts DigiHyPro
Die Studie entstand im Projekt „Digitalisierte Wasserstoffprozesskette für die Energiewende“ (DigiHyPro), gefördert durch dtec.bw. Die Förderung erfolgt aus Mitteln der Europäischen Union (NextGenerationEU).
Die Forschungsergebnisse wurden im Journal Nature Communications Engineering veröffentlicht und bereits vorab patentiert.
Originalpublikation
Fleming, L., Passing, M., Puszkiel, J. et al.: A Metal Hydride Compressor Concept using Hydrogen as a Heat Transfer Fluid. Communications Engineering 5, 49 (2026).
https://doi.org/10.1038/s44172-026-00615-6
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