EH2C -H2-Recycling durch elektrochemische Kompression; Teilvorhaben: Design und Validierung eines Prototypen zum H2-Recycling mittels elektrochemischer Kompression für die Anwendung in der MOVPE
Zeitraum
2021-04-01 – 2023-09-30
Bewilligte Summe
17.682,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EI3038D
Leistungsplansystematik
Sektorkopplung - Wasserstoffspeicherung, -transport und -aufbereitung [EA2730]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI3)
Förderprogramm
Energie
Wasserstoff wird in vielen industriellen Beschichtungsprozessen als Trägergas verwendet, ohne verbraucht zu werden. Bisheriges H2-Recycling ist für den großtechnischen Maßstab konzipiert. Ökonomisch sinnvoll können die dort eingesetzten Technologien nicht so weit herunterskaliert werden, dass sie in der SiC-Bauteilbeschichtung und beim MOVPE Wachstum von III-V Halbleitern verwendet werden können. Deshalb verfolgt dieses Projekt einen neuen Lösungsansatz, nämlich die elektrochemische Kompression (EHC), die eine gleichzeitige Aufreinigung und Komprimierung von H2 beinhaltet. Die innovative Technologie hat den Vorteil, dass der zu reinigende Gasstrom atmosphärisch und bei Umgebungstemperatur in die Anlage eintreten kann und gereinigt und komprimiert austritt, wobei in Summe trotz der relativ geringen Volumenströme die Reinigung und Kompression weniger Energie benötigen als andere Verfahren gefolgt von einer mechanischen Kompression. Das ökonomische Potenzial der EHC ist je nach Kosten für H2 und weiteren Randbedingungen am Produktionsstandort sehr groß. Umweltseitig entfallen die CO2-Emissionen von H2-Produktion (heute überwiegend aus Erdgas) und H2-Transport. Es wird ein erster Prototyp eines EHC-Systems für einen H2-Volumenstrom von 50 slm geplant, gebaut, betrieben und optimiert. Arbeitspakete beinhalten neben der praktischen Erprobung an industrierelevanten Produktionsanlagen eine Wirtschaftlichkeits- und Risikobewertung und die Sicherheitsanalyse. Es werden die Funktionsfähigkeit des Recyclingsystems also solches und die Auswirkungen auf die Produktionsanlage, in die das Recyclingsystem integriert ist, untersucht. Die Eigenschaften der mit recyceltem H2 hergestellten Bauteile werden untersucht, um negative Einflüsse auf den Prozess auszuschließen. Die Reinheit des zurückgewonnenen Wasserstoffs wird analysiert und ein möglicher Einsatz in anderen Industrieanwendungen oder im Verkehrssektor (Sektorkopplung) aus technologischer und wirtschaftlicher Sicht überprüft