Aktuelles Förderprojekt

Entwicklung von verschleißfesten keramischen Elektroden (VERKEL)

Motivation

Alkalische Elektrolyse
© Fraunhofer-Zentrum HTL
Prinzip der alkalischen Elektrolyse

Wasserstoff ist ein wichtiger Arbeitsstoff für verschiedene Anwendungen und gewinnt zunehmend als Energiespeichermedium an Bedeutung. Im notwendigen Maßstab wird Wasserstoff hauptsächlich durch Elektrolyse hergestellt. Die am weitesten entwickelten Elektrolysetechnologien sind die Polymer-Elektrolyt-Membran-Technologie (PEM) und die alkalische Elektrolyse. Die PEM-Elektrolyse erreicht höhere Leistungsdichten, ist aber auf seltene Edelmetalle und damit teure Katalysatormaterialien angewiesen. Die alkalische Elektrolyse ist für die Anwendung in der zukünftig notwendigen Größenordnung besser geeignet, da sie mit Katalysatormaterialien auf Basis von Nickel auskommt.

Zielsetzung

CMC-Materialien
© Fraunhofer-Zentrum HTL
Verschiedene CMC-Materialien

Es sollen wartungsarme bzw. wartungsfreie Elektrolysezellen aus keramischen Werkstoffen für die alkalische Elektrolyse mit einer Nennleistung zwischen 2kW und 25kW hergestellt werden. Die keramischen Werkstoffe ersetzen hierbei die üblicherweise verwendeten Nickel-Stahlbleche und sollen mit den keramik-spezifischen Vorteilen die Herstell- und Betriebskosten reduzieren. Ein großer Vorteil entsteht durch die naturgegebene hohe chemische Beständigkeit von Keramik im alkalischen Milieu. Durch den Verzicht auf galvanische Prozesse soll darüber hinaus die Umweltverträglichkeit des Herstellungsprozesses verbessert werden.

Lösungsweg

Elektrolyseur
© Enertrag SE
Kommerzieller 2MW Elektrolyseur
  • Herstellung flacher, oberflächensturkturierter Platten aus gesintertem Si3N4 oder SiC durch Axialpressen
  • Precursorinfiltration und Pyrolyse von SiC-/ kohlensfotffbasierten Systemen, Kohlenstofffilzen sowie Geweben aus Kohlenstoff-, Grafit- oder SiC-Endlosfasern
  • Herstellung von OH-leitenden Diaphragmen auf Basis von CMC Werkstoffen

Projektdaten

Projektlaufzeit 1.1.2023 - 31.12.2025
Förderung
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
Fördersumme HTL 395.000 Euro
Projektpartner ostermeier H2ydrogen Solutions GmbH
PS-HyTech GmbH
Paul Rauschert GmbH & Co. KG
Forschungszentrum Jülich
Projektkoordination PS-HyTech GmbH
Projektleitung am HTL Wolfgang Bernstein