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Effizientere Wasserelektrolyse Innovative Membran soll grünen Wasserstoff günstiger machen

| Redakteur: MA Alexander Stark

Grüner Wasserstoff gilt als Schlüsseltechnologie der Energiewende. Das größte Problem bei der Herstellung von grünem Wasserstoff ist bisher jedoch seine teure Herstellung. Eine neue Membran von Evonik soll die Wasserelektrolyse nun günstiger machen.

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Evonik hat eine innovative Membranen für die Wasserelektrolyse entwickelt.
Evonik hat eine innovative Membranen für die Wasserelektrolyse entwickelt.
(Bild: Evonik)

Essen – Grüner Wasserstoff ist ein Hoffnungsträger der Energiewende. Zum einen dient er als CO2-freier Energieträger für die Industrie und die Mobilität, zum anderen ist Wasserstoff ein wichtiger Rohstoff für die chemische Industrie. Grüner Wasserstoff wird mit Strom aus erneuerbaren Quellen in einer Elektrolyse aus Wasser gewonnen. Noch ist er deutlich teurer als konventioneller Wasserstoff, der in der Regel aus Methangas und unter Bildung von Kohlendioxid hergestellt wird. Für die Wirtschaftlichkeit von grünem Wasserstoff sind neben günstigem Öko-Strom die Investitionskosten des Elektrolyseurs entscheidend.

Zentrale Komponente des Elektrolyseurs, die Wirkungsgrad und Zuverlässigkeit ganz wesentlich beeinflusst, ist eine ionenleitende Membran. Evonik hat nun eine neuartige anionenleitende Membran (AEM für Anion Exchange Membrane) entwickelt, die der Wasserstofferzeugung mittels Elektrolyse zum Durchbruch verhelfen soll. Mit der Membran könnte eine besonders effiziente und wirtschaftliche Elektrolyse-Technologie kommerziell realisiert werden, sagt Oliver Conradi, der bei der strategischen Innovationseinheit Creavis von Evonik für die Membranforschung zuständig ist.

Die Entwicklung der Creavis-Forscher und der Experten des Bereichs High Performance Polymers im Innovationswachstumsfeld Membranen besteht aus einem widerstandsfähigen Polymer mit exzellenten Leistungskennzahlen. Conradi ergänzt, dass die Polymerchemie der Membran der Schlüssel für die Leistungsfähigkeit und Effizienz der Elektrolyse sei. Die neue Membran soll dieser Schlüssel sein.

Die Elektrolyse mit anionenleitenden Membranen hat gegenüber anderen elektrolytischen Verfahren wie der klassischen Flüssig-Elektrolyse mit Diaphragma (AEL) oder der neueren PEM-Elektrolyse (kurz für Proton Exchange Membrane) unter sauren Bedingungen klare Vorteile. Die AEM-Elektrolyse verspricht geringere Investitionskosten, denn der Betrieb unter alkalischen Bedingungen ermöglicht edelmetallfreie und damit deutlich preiswertere Werkstoffe für die Zellen. Darüber hinaus zeichnet sie sich durch eine hohe Stromdichte, eine sehr gute Effizienz und hohe Flexibilität in der Stromeinspeisung aus.

Ein Konsortium mit Partnern aus Industrie und Forschung will nun im Forschungsprojekt „Channel“ ein AEM-Elektrolysesystem mit den neuen Evonik-Membranen planen, bauen und testen.

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