Mit dem wachsenden Anteil erneuerbarer Energien steigt der Bedarf an Energiespeichern, die überschüssigen Strom aufnehmen und Netzschwankungen ausgleichen können. Unterirdische Wasserstoffspeicher gewinnen vor diesem Hintergrund an Bedeutung, weil sie große Energiemengen über lange Zeiträume speichern können. Voraussetzung dafür ist allerdings, dass der Speicher und die dazugehörigen Bohrungen dauerhaft dicht bleiben. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben daher im Verbundforschungsprojekt SAMUH2 experimentell überprüft, ob Wasserstoff die Bohrlochzemente im Untergrund beeinträchtigen kann.

Thermodynamische Modellierungen hatten mögliche Reaktionen zwischen Wasserstoff und Zement nahegelegt. Mit ihrer Studie belegten die Karlsruher Forschenden nun, dass sich unter den Versuchsbedingungen weder signifikante chemische Veränderungen noch Verschlechterungen der mechanischen oder physikalischen Eigenschaften feststellen ließen. „Wir konnten zeigen, dass die in der Praxis eingesetzten Bohrlochzemente bei abiotischen Bedingungen stabil bleiben und für unterirdische Wasserstoffspeicher grundsätzlich geeignet sind“, freut sich Erstautor Sebastian Bruckschlögl vom Institut für Massivbau und Baustofftechnologie des KIT.

In den Experimenten brachten die Forschenden konventionelle und polymermodifizierte Zemente mit Wasserstoff in Kontakt – bei hohem Druck und erhöhten Temperaturen, wie sie in unterirdischen Speichern realistisch sind. Anschließend untersuchten sie die Proben mit einem breiten Spektrum an Messmethoden. „Die Ergebnisse liefern einen weiteren wichtigen Schritt für die künftige Planung unterirdischer Wasserstoffspeicher“, ordnet Dr. Chaojie Cheng vom Institut für Angewandte Geowissenschaften des KIT die Ergebnisse ein.

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