Forschung: Elektrolysezelle

Neue Elektrolysezelle generiert Wasserstoff-Peroxid aus Überschuss-Strom

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»Unser System funktioniert nicht nur dezentral, sondern praktisch ohne Einsatz von Chemikalien. Zudem können wir Wasserstoffperoxid extrem flexibel gewinnen: Wenn kein Überschussstrom zur Verfügung steht, schalte ich die Elektrolysezelle einfach aus«, so Scherer. »Nicht direkt benötigtes Wasserstoffperoxid kann in einem Puffertank gelagert und nach Bedarf entnommen werden.«

Modularer und skalierbarer Prototyp

Die neue Elektrolysezelle wird als Durchflusszelle betrieben. Für die Übertragung auf einen industrierelevanten Maßstab kann sie mit weiteren Zellen parallel oder in Reihe geschaltet werden. »Zudem kann man einzelne Elektrolysezellen zu einem Stapel schalten, wie etwa in Brennstoffzellen-Stacks. Solche Anlagen lassen sich dann technisch auslegen und auf den jeweiligen Bedarf an Wasserstoffperoxid einstellen«, erläutert Scherer die Möglichkeiten der Skalierung.

Für weitere anwendungsspezifische Entwicklungen und Optimierungen können die Prozessparameter eingestellt und Teilkomponenten im Demonstrator, wie die Gasdiffusionselektrode, leicht ausgetauscht werden. Durch Änderung von Temperatur, Stromdichte, Volumenstrom und Zusammensetzung der Lösung lassen sich beispielsweise der pH-Wert und die Konzentration der Lösung gezielt anpassen.

Erprobter Einsatz in der Wasserreinigung

Die dezentrale elektrolytische Erzeugung von Wasserstoffperoxid konnte bereits erfolgreich in der Wasseraufbereitung demonstriert werden. In einem von der Europäischen Union geförderten Forschungsprojekt wurde die oxidative Behandlung mit vor Ort erzeugtem Wasserstoffperoxid mit einer adsorptiven Entfernung von Schadstoffen aus Deponiesickerwasser in einem Schritt kombiniert.

Als nächstes wollen die Forscher industrielle Anwendungen erschließen, bei denen jeweils nur kleine Verbrauchsmengen benötigt werden, wie etwa die Hygienisierung von Anlagen und Maschinen in der Lebensmittelindustrie oder die Oberflächendesinfektion in Krankenhäusern. Hierfür suchen die Forscher noch interessierte Partner zur Vermarktung.

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