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ZSW: Neue Elektroden lassen Wasserstoffausbeute um 20 Prozent steigen

ZSW-Elektrolyseur in Grenzach-Whylen, Foto: Energiedienst / Juri Junkov

Das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) hat im Rahmen eines Forschungsvorhaben an einer kommerziellen Power-to-Gasanlage die Produktion von grünem Wasserstoff um ein Fünftel erhöht.

Wie das ZSW mitteilte, ist der Forschungselektrolyseur seit Anfang 2019 im Testbetrieb, und zwar am Standort einer kommerziellen Power-to-Gasanlage im süddeutschen Grenzach-Wyhlen. Dort produziert das Energieunternehmen Energiedienst mit einer 1-MW-Anlage grünen Wasserstoff aus Ökostrom. Zu den Kooperationspartnern zählt auch die Audi AG. 

Das Ergebnis der ersten Probeläufe des Forschungselektrolyseurs sei erfreulich: Die Projektpartner ZSW und DLR (Deutsches Luft- und Raumfahrt-Zentrum) hätten durch neue Elektrodenbeschichtungen eine Steigerung der Leistungsdichte um 20 Prozent erreicht, so das ZSW. Die Anlage erzeuge bei gleichem Bauvolumen und Energieverbrauch ein Fünftel mehr Wasserstoff als die Industrieanlage. Für die gleiche Leistung seien somit weniger Rauminhalt und Material erforderlich. Die Dauerhaltbarkeit der weiterentwickelten Elektrodenbeschichtung müssten die Forscher jedoch noch nachweisen.

„Die beteiligten Unternehmen und Institute können in der Forschungsanlage Komponenten in einer Realumgebung testen und optimieren“, sagt Michael Specht, Leiter des ZSW-Fachgebiets Regenerative Energieträger und Verfahren. „Seit Januar erproben wir beispielsweise eine optimierte alkalische Druck-Elektrolyseanlage mit maximal 300 Kilowatt Leistung unter realen Bedingungen. Sie verfügt über neu entwickelte günstigere Elektroden und ist einfacher konstruiert.“ Künftig wollen die Beteiligten unter anderem auch Verdichter, Gleichrichter und Druckbehälter hinsichtlich ihrer Kosten- und Effizienzpotentialen analysieren. Das Ziel sei dabei, aus erfolgversprechenden Ideen Produkte zu machen.

Da sich die Investitionskosten von Elektrolyseuren auch am Bauvolumen orientierten und sie mit rund 40 Prozent den größten Kostenanteil bei der Umwandlung des erneuerbaren Stroms ausmachten, schlügen sich Fortschritte auf diesem Gebiet automatisch auf den Wasserstoffpreis nieder, so das ZSW. Für Hersteller von Elektrolyseanlagen sei die Entwicklung ein wichtiger Faktor zur weiteren Kostensenkung. Das wiederum könnte die Etablierung der Technologie beschleunigen.

Das Forschungsvorhaben läuft im Rahmen des Leuchtturmprojekts Power-to-Gas Baden-Württemberg, das im November 2018 eingeweiht wurde. Im südbadischen Wyhlen will der Energieversorger Energiedienst AG eine Elektrolyseanlage zur Erzeugung von Wasserstoff im Industriemaßstab betreiben. Der Testbetrieb der kommerziellen Anlage laufe bereits seit November 2018. Pro Tag könne die Anlage rund eine halbe Tonne Wasserstoff erzeugen – genug für eine durchschnittliche Tagesfahrleistung von mehr als 1.000 Brennstoffzellen-Pkw.

Daran angeschlossen sei die Forschungsanlage der ZSW-Wissenschaftler. Der Einsatz erfolge unter realen Bedingungen: Der Strom für beide Anlagen kommt aus dem benachbarten Wasserkraftwerk am Rhein. Nach der Umwandlung werde der Wasserstoff aus den getrennten Elektrolyse-Einheiten zusammengeführt und per Lkw an den Nutzungsort transportiert.

Das vom ZSW koordinierte Gesamtvorhaben beinhalte auch ein Monitoring beider Anlagen inklusive Livedaten-Überwachung. Im Januar sei es gestartet: Bis Ende des Jahres werden die Forscher die Daten von rund 4.000 Betriebsstunden untersucht haben. An dem Projekt zur Zukunft der Mobilität beteiligen sich auch Wirtschaft und Forschung; elf Partner sind mit an Bord, drei davon aus der Wissenschaft. Das Land Baden-Württemberg fördert das Vorhaben mit 4,5 Millionen Euro.

29.4.2019 | Quelle: ZSW | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH

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