Magnetische Kühlung für effizientere Wasserstoff-Verflüssigung

Figure 1. Tino Gottschall und Norman Schubert (HZDR) mit Thomas Platte (MAGNOTHERM) vor dem HyLICAL Demonstrator.

03. September 2025 – Dresden / Darmstadt - Dr. Tino Gottschall, Wissenschaftler am Hochfeld-Magnetlabor Dresden (HLD) des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) erforscht schon seit Jahren Möglichkeiten der magnetischen Kühlung. Seine Vision: Eine Anlage, die täglich 5.000 Kilogramm flüssigen Wasserstoff produziert und damit deutlich effizienter und günstiger als bisherige Kompressoren zur Verflüssigung arbeitet. Im EU-Projekt HyLICAL arbeitet Gottschall mit seinem Team, dem Start-up MAGNOTHERM und weiteren Partnern daran, dass mit dem Prinzip der magnetischen Kühlung die Wasserstoff-Verflüssigung im industriellen Maßstab möglich ist. Seit Kurzem ist die europaweit erste Magnetokalorik-Pilotanlage für diese Art der Anwendung in Betrieb.

Figure 2. Der HyLICAL magnetokalorische Demonstrator für die Wasserstoffverflüssigung, entwickelt vom HZDR und MAGNOTHERM.

Europas Erste Pilotanlage: Magnetische Kühlung für die Wasserstoffverflüssigung

Seit 2024 ist MAGNOTHERM auch auf dem Rossendorfer Campus vertreten: Das Unternehmen hat dort Büros bezogen und eine zweite Betriebsstätte eröffnet. In einem Joint Lab haben HZDR-Wissenschaftler Dr. Tino Gottschall und MAGNOTHERM-Ingenieur Thomas Platte eine Pilotanlage für die Wasserstoffverflüssigung gebaut, an der sie in den kommenden Jahren ihre Forschungen durchführen werden. Für diese Anlage ist ein 19 Tesla starker Supraleiter-Magnet im Boden des HLD eingelassen. Zum Vergleich: In modernen MRT-Geräten in der Medizin sind 1,5 bis 3 Tesla starke Magnete verbaut. „Wir können mit dieser Anlage nun das Prinzip und die Wirkweise nachweisen“, so Gottschall. Als nächster Meilenstein soll die Effizienz so weit gesteigert werden, dass mit der Pilotanlage 100 Kilogramm flüssiger Wasserstoff pro Tag hergestellt werden können. In den nächsten zwei Jahren wollen Gottschall und MAGNOTHERM beweisen, dass die Technologie in der Industrie Anwendung finden kann.

Der Magnetokalorische Effekt als Basis

Der europaweit erste Demonstrator einer magnetisch gekühlten Wasserstoff-Verflüssigungsanlage beruht auf dem magnetokalorischen Effekt. Dieser Effekt entsteht, wenn man Materialien mit bestimmten Eigenschaften – ein Beispiel ist die Legierung Lanthan-Eisen-Silizium (LaFeSi) – in ein magnetisches Feld bringt. Je nach Ausrichtung der magnetischen Momente können die metallischen Werkstoffe eine schlagartige Senkung oder aber auch Erhöhung der Temperatur zur Folge haben. Durch dieses Prinzip ist es im Anschluss an eine Vorkühlung mit flüssigem Stickstoff möglich, Wasserstoff auf -253 Grad Celsius herunterzukühlen. Ist diese Tiefsttemperatur erreicht, setzt die Verflüssigung des Gases ein.

Eine neue Ära der Wasserstoffverflüssigung

„Unsere Methode bietet zahlreiche Vorteile bei der Verflüssigung von Wasserstoff“, so Gottschall. „Mit dem Joint Lab von MAGNOTHERM am HZDR streben wir im Vergleich zu konventionellen Anlagen eine deutliche Senkung der Kosten für die Verflüssigung auf unter 1,50 Euro pro Kilogramm Wasserstoff an.“

Über HyLICAL

HyLICAL ist ein Horizon-Europe-Projekt, das darauf abzielt, ein energieeffizientes, kompaktes System zur Wasserstoffverflüssigung auf Basis des magnetokalorischen Effekts zu demonstrieren. Dabei sollen Effizienzsteigerungen von 30–50 % im Vergleich zu herkömmlichen Methoden erreicht werden. Das Projekt vereint führende europäische Partner aus Wissenschaft und Industrie, um die magnetokalorische Wasserstoffverflüssigung von einem Labor-Proof-of-Concept (TRL 3) hin zur Prototyp-Demonstration (TRL 5) zu skalieren. HyLICAL wird von der Europäischen Union sowie der Clean Hydrogen Partnership und ihren Mitgliedern mitfinanziert.

Über MAGNOTHERM

MAGNOTHERM, 2019 als Spin-off der TU-Universität Darmstadt gegründet, ist ein dynamisches Deep-Tech-Unternehmen mit weltweit führender Expertise in magnetischer Kühlung und magnetokalorischen Materialien. Das internationale Team hat intensive Forschungs- und Pionierarbeit für die erfolgreiche Kommerzialisierung der Magnetokalorik mit seiner patentierten magnetischen Kältetechnologie geleistet. Kern der magnetischen Kühlung ist, dass der Kompressor-freie Kälteprozess ohne Kältemittel erfolgt. Das Climate Tech Unternehmen bietet nachhaltige Kühllösungen für den Einsatz im Lebensmittelbereich und Systeme für die industrielle Prozesskälte. Kühllösungen für Rechenzentren und Gebäudeklimatisierung sowie dezentrale Anlagen für die Verflüssigung von Wasserstoff sind in der Planung. https://www.magnotherm.com/de/

Über HZDR

Das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) forscht auf den Gebieten Energie, Gesundheit und Materie. Folgende Fragestellungen stehen hierbei im Fokus:

Wie nutzt man Energie und Ressourcen effizient, sicher und nachhaltig?
Wie können Krebserkrankungen besser visualisiert, charakterisiert und wirksam behandelt werden?
Wie verhalten sich Materie und Materialien unter dem Einfluss hoher Felder und in kleinsten Dimensionen?

Das HZDR entwickelt und betreibt große Infrastrukturen, die auch von externen Messgästen genutzt werden: Ionenstrahlzentrum, Hochfeld-Magnetlabor Dresden und ELBE-Zentrum für Hochleistungs-Strahlenquellen. Es ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, hat sechs Standorte (Dresden, Freiberg, Görlitz, Grenoble, Leipzig, Schenefeld bei Hamburg) und beschäftigt fast 1.500 Mitarbeiter*innen – davon etwa 680 Wissenschaftler*innen inklusive 200 Doktorand*innen.

Für weitere Informationen:

Dr. Tino Gottschall I Hochfeld-Magnetlabor Dresden am HZDR
Tel.: 0351 260 3450; E-Mail: t.gottschall@hzdr.de

Susanne Häckel I MAGNOTHERM Solutions GmbH, Darmstadt

Tel.: 0174 174 3253; E-Mail: haeckel@magnotherm.com

Dr. Christoph Frommen I HyLICAL project coordinator at IFE

Phone: +47 45277012; Mail: christoph.frommen@ife.no

News

Weiter

Wir freuen uns auf Ihre Nachricht.

Kontakt