Hannover Messe: Wasserstoff-Technologie Wie sich überschüssiger Strom in grünen Wasserstoff konvertieren lässt

Redakteur: M.A. Manja Wühr

Die Energiewende erfordert Technologien, mit denen sich die Schwankungen von Wind- und Sonnenstrom abfedern lassen. Hierfür bietet sich Wasserstoff an: Das Forschungszentrum Jülich erforscht u.a. ein Elektrolyseverfahren zur Herstellung von Wasserstoff und wie gut sich Wasserstoff als Energiespeicher in das künftige Energiesystem einbinden lässt.

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Im Projekt Hypos planen Jülicher Forscher gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie eine Pilotanlage, mit der die Produktion, Speicherung und der Transport von "grünem" Wasserstoff in direkter Anbindung an eine Windkraftanlage getestet werden soll.
Im Projekt Hypos planen Jülicher Forscher gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie eine Pilotanlage, mit der die Produktion, Speicherung und der Transport von "grünem" Wasserstoff in direkter Anbindung an eine Windkraftanlage getestet werden soll.
(Bild: FZ Jülich)

Hannover – Der Strom aus Windkraft- und Solaranlagen schwankt sehr stark. Um das Auftreten von Netzstörungen zu vermeiden, werden zusätzliche Einrichtungen benötigt, die schnell auf die sprunghaften Schwankungen reagieren können. Ein vielversprechendes Elektrolyseverfahren, das Wissenschaftler des Forschungszentrums derzeit erarbeiten, soll es künftig ermöglichen, Wasserstoff mit "grünem" Strom in großen Mengen herzustellen.

PEM-Elektrolysezelle für grünen Wasserstoff

Bei dem Verfahren wird Wasser an zwei Katalysator-belegten Elektroden, die durch eine protonenleitende Membran (PEM) getrennt sind, in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Die PEM-Elektrolysezelle ist also praktisch eine umgekehrt betriebene Brennstoffzelle. Für den wirtschaftlichen Einsatz ab 2030 besteht allerdings noch Verbesserungsbedarf: in erster Linie die Reduktion der üblicherweise als Katalysatormaterial verwendeten Platingruppenmetalle, welche die Kosten in die Höhe treiben. Zudem gilt es, stabilere Membrantypen für Großsysteme zu entwickeln.

„PEM-Elektrolyseure arbeiten in einem weiteren Lastbereich als klassische alkalische Verfahren. Sie haben eine höhere Leistungsdichte und benötigen keine bedenklichen Chemikalien. Aus diesen Gründen eignen sie sich besonders für den Betrieb mit überschüssigem Ökostrom“, erläutert Dr. Bernd Emonts vom Institut für Energie und Klimaforschung, Elektrochemische Verfahrenstechnik (IEK-3).

Wasserstoff-Lösungen im Praxistest

Neben den materialwissenschaftlichen Grundlagen haben die Forscher bereits die nächsten Schritte im Blick, um das Verfahren in die großtechnische Anwendung zu überführen. Im Projekt Hypos planen sie gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie eine Pilotanlage, mit der die Produktion, Speicherung und der Transport von grünem Wasserstoff in direkter Anbindung an eine Windkraftanlage getestet werden soll. Darüber hinaus erforschen sie im Energy Lab 2.0 gemeinsam mit dem federführenden Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), wie gut sich Wasserstoff als Energiespeicher in das künftige Energiesystem einbinden lässt.

In Halle 27, Stand D68 sowie am Gemeinschaftsstand Hydrogen + Fuel Cells + Batteries können Interessierte mehr über den aktuellen Stand der Forschung erfahren: nicht nur zur PEM-Elektrolyse, sondern auch zur Entwicklung von Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff und auch anderen Kraftstoffen hocheffizient Energie für unterschiedliche Anwendungen liefern können.

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