Effziente und kostengünstige Erzeugung von regenerativem Wasserstoff
Die Verringerung des Ausstoßes von Klimagasen wie CO2 ist eine der wichtigsten gesellschaftlichen Herausforderungen. Wasserstoff, der mit Hilfe von Wasserelektrolyse aus regenerativen Energiequellen erzeugt wird, kann vielseitig verwendet werden: In der Mobilität kann Wasserstoff eine emissionsfreie Mobilität mit kurzen Betankungszeiten und hohen Fahrzeugreichweiten ermöglichen. Bei Nutzung als industrielles Gas kann die durch diese Industrien verursachte CO 2-Emission wesentlich reduziert werden. Durch Einspeisen in das Gasnetz kann eine Abhängigkeit der Wärmeversorgung in Deutschland von importiertem Erdgas reduziert und die CO 2-Emission der Wärmeversorgung vermindert werden. Speichert man Wasserstoff im Gasnetz oder in Erdkavernen, kann daraus zu späterer Zeit Strom erzeugt werden, sodass Menge und Zeit der regenerativen Stromerzeugung durch diese Speicherung vom Stromverbrauch entkoppelt werden können.
Für alle Anwendungen müssen heutige Wasserelektrolyseure weiterentwickelt werden, um geringere Investitions- und Betriebskosten sowie hohe Lebensdauer im hochdynamischen Betrieb zu gewährleisten. Durch die Entwicklung von neuen Fertigungsmethoden für Katalysatoren sowie den Einsatz von modernen Beschichtungstechniken ist es am DLR-Institut für Technische Thermodynamik gelungen, diesen Zielen wesentlich näherzukommen. Die Untersuchungen erstrecken sich von der Material- und Komponentencharakterisierung über den Betrieb von Einzelzellen und Zellstapeln bis zum Nachweis in technischen Systemen. So können die
Weiterentwicklungen erfolgreich in die Praxis überführt werden.
Für verschiedene Anwendungen bieten sich unterschiedliche Techniken der Wasserelektrolyse an. Dynamische, hocheffiziente Systeme basieren auf der Polymerelektrolytmembran-Elektrolyse, kostengünstige, sehr langlebige Systeme auf der Alkalischen Elektrolyse und hocheffiziente Systeme mit Nutzung einer vorhandenen Wärmequelle auf der Oxidkeramischen Elektrolyse. Alle Techniken werden am DLR-Institut für Technische Thermodynamik untersucht und weiterentwickelt. Die Arbeiten werden in nationalen und internationalen Kooperationen mit Industrie, Forschungseinrichtungen und Universitäten durchgeführt.
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Prof. Kaspar Andreas Friedrich E-Mail: andreas.friedrich@dlr.de · DLR.de