Die Speicherung von Energie in Form von Wasserstoff ist nach wie vor eines der zentralen Themen, wenn es um den Ausbau und Speicherung erneuerbarer Energien geht. Im dem im Jahr 2023 gestarteten M-ERA.NET-Projekt DC-PEM (Development of a Cost-effective anode for Polymer Electrolyte Membrane water electrolysis) haben sich vier Forschungsinstitute und ein innovatives Unternehmen zusammengeschlossen, um ganzheitliche Lösungen für die kostengünstige Herstellung von PEM-Elektrolyseuren zu entwickeln. Beim Projekttreffen am 10. Und 11. Februar auf dem Campus des Fraunhofer IFAM (Institut für Fertigungstechnik und angewandte Materialforschung) trafen sich alle Partner, um die bisherigen Ergebnisse vorzustellen und das weitere Vorgehen abzustimmen. Die Teammitglieder aus den beteiligten Instituten haben sich zum Ziel gesetzt, die gesamte Wertschöpfungskette bei der Herstellung von sauren Membranelektrolyseuren zu analysieren und an geeigneter Stelle innovative Lösungsansätze zu bieten.
Fokus Forschung: Lösungen für die nachhaltige Wasserelektrolyse
Fokus Forschung: Lösungen für die nachhaltige Wasserelektrolyse
Projektpartner in DC-PEM analysieren Wertschöpfungskette bei der Herstellung von grünem Wasserstoff
Elektrodenherstellung unter der Lupe
Ein Ansatz besteht in der papiertechnischen Herstellung des Elektrodengrundkörpers. Dabei wird der Grünling zunächst ähnlich der Papierproduktion, aber mit wesentlich höheren Füllstoffanteilen aus Titanverbindungen, hergestellt und im Anschluss gesintert. Das Know-How dafür liegt beim Fraunhofer IFAM. Durch diesen Ansatz können großtechnisch erheblich Kosten im Vergleich zur aktuellen Herstellung von Sinterköpern oder faserbasierten Titanvliesen reduziert werden. Ein weiterer wichtiger Kostenfaktor liegt im Korrosionsschutz der anodisch belasteten Elektroden. Die “University of Chemistry and Technology Prague (UCTP)” arbeitet an der Erzeugung von Titanhydriden und am grundlegenden Verständnis der auftretenden Korrosionsmechanismen im Betreib, um die Standzeit von Elektrolyseuren zu verlängern. Der Arbeitsgruppe Verfahrens und- Oberflächentechnik um Professor Frank Köster von der Hochschule Mittweida kommt die Aufgabe zu, eine möglichst effiziente Katalysatorabscheidung auf der porösen Transportschicht zu realisieren. Ziel ist es mithilfe der Verfahren der Galvanotechnik eine gleichmäßige Beladung der Oberfläche mit kleinsten Partikeln aus Iridium- und Ruthenium zu erzeugen. Die “University Politehnica Timisoara (UPT) ist mit der Charakterisierung der Katalysatoraktivitäten und der Entwicklung eines Recyclingkonzepts für die Wiederaufbereitung gebrauchter Elektrolyseurelektroden verantwortlich. Das übergeordnete Ziel des Projekts ist die Fertigung eines Demonstrators, der alle Ansätze miteinander verbindet und bei der Firma LeanCat geprüft werden kann. Beim Treffen in Dresden konnten wichtige Zwischenetappen auf dem Weg dahin bereits als erreicht markiert werden.
Weitere Informationen zum Projekt finden sich unter folgendem Link: Projektwebseite
Text: Dr. Johannes Näther
Foto: Prof. Frank Köster