2015-05-01  –  2018-04-30

599.351,00 EUR

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. - Institut für Technische Thermodynamik, Stuttgart, Baden-Württemberg

03ET6051

Wasserstofferzeugung - Hochtemperatur-Elektrolyse [EA2723]

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI3)

Energie

Die Speicherung von elektrischer Energie in chemischer Form (als Wasserstoff oder Kohlenwasserstoff) kann essentieller Bestandteil der Energiewende werden. Die Umwandlung von elektrischer Energie in chemische Energie kann besonders effizient bei hohen Temperaturen (~800 °C) mit Hilfe einer Festoxidelektrolysezelle (SOEC) durchgeführt werden. Aus systemtechnischen Gründen ist dabei der Betrieb der SOEC unter Druck sinnvoll. Der druckaufgeladene Betrieb von SOEC ist bisher kaum erforscht. Am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) existiert ein Teststand, der Untersuchungen von SOEC bei Drücken bis zu 8 bar ermöglicht. Ziel dieses Projekts ist die experimentelle und theoretische Untersuchung des Leistungsverhaltens der Wasser-Elektrolyse (H2O) sowie der Ko-Elektrolyse (H2O + CO2) bei Betriebsdrücken zwischen 1,5 und 8 bar. Zusätzlich soll festgestellt werden, ob der erhöhte Druck einen Einfluss auf die Degradation der SOEC hat. Die Auswertung der Ergebnisse erfolgt dabei in Hinblick auf die Auslegung sowie die Identifikation optimaler Betriebsstrategien von druckaufgeladenen SOEC-Modulen für den Einsatz in Power-to-Gas- und Power-to-Liquid-Anlagen. Die Arbeiten in diesem Projekt teilen sich auf in 4 Arbeitspakete (AP). AP 1-3 sind rein experimentell. In AP1 soll das Leistungsverhalten der SOEC bei der Wasserelektrolyse in Abhängigkeit des Drucks untersucht werden. AP2 ist inhaltlich analog zu AP1, aber mit der Ko-Elektrolyse von Wasser und Kohlendioxid. In AP3 soll die Druckabhängigkeit der Degradation von SOEC untersucht werden. In AP4 sollen begleitend zu AP1 und AP2 die Druckabhängigkeit des Leistungsverhaltens von SOEC theoretisch untersucht und ein elektrochemisches Stackmodell entwickelt und validiert werden.