Innovative Elektrolyse für eine klimafreundliche Zukunft
Wasserstoff spielt eine Schlüsselrolle bei der Dekarbonisierung energieintensiver Branchen wie der Stahl- und Chemieindustrie sowie im Schwerlastverkehr. Angesichts der weltweit stark steigenden Nachfrage – Prognosen gehen bis zum Jahr 2030 von rund 175 Millionen Tonnen aus – stoßen heutige Produktionsverfahren jedoch an ihre Grenzen.
Hier setzt das EU-Projekt PEPPER (Performant and Efficient Planar Proton-conducting Electrolysis Reactor) an, das wir koordinieren und in das wir unsere technologische Expertise einbringen. Das Ziel ist es, eine neue Generation von Elektrolysetechnologien zu entwickeln, um Wasserstoff aus erneuerbaren Ressourcen effizienter und wirtschaftlicher herzustellen.
Im Mittelpunkt stehen planare protonenleitende keramische Elektrolysezellen (PCCEL), die bei etwa 600 Grad Celsius betrieben werden. Diese vergleichsweise hohe Temperatur ermöglicht es, industrielle Abwärme zu nutzen und so die Gesamteffizienz des Prozesses zu erhöhen. Gegenüber konventionellen Flüssigwasser-Elektrolyseverfahren kann der Stromverbrauch um bis zu 20 Prozent gesenkt werden. Das innovative, planare Zelldesign erlaubt zudem eine kompakte Bauweise und hohe Leistungsdichte. Außerdem werden weniger kritische Rohstoffe, etwa Seltenerdmetalle, benötigt. Zusammengenommen senken diese Vorteile langfristig auch die Betriebskosten.
Unser Schwerpunkt im Projekt liegt auf dem Aufbau eines neuartigen PCCEL-Stacks. Außerdem entwickeln wir ein dreidimensionales Simulationsmodell, um die elektrochemischen Prozesse im Detail zu untersuchen. Darüber hinaus unterstützen wir die Weiterentwicklung der Zelltechnologie mit unserem umfassenden Know-how in den Bereichen Materialwissenschaft, Modellierung und Systemintegration.
Link:
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Technische Thermodynamik
E-Mail contact-dlr@DLR.de
Planar Proton Conducting Electrolysis Reactor
Bild: ©DLR