Verbundvorhaben: HERA - Grüner Wasserstoff für die Kopplung von nachhaltig erzeugtem Biogas mit Erneuerbaren Energien und Erdgas: Hoch Effizienter und leistungsfähiger Alkalischer Wasserelektrolyseur
Zeitraum
2022-01-01 – 2024-12-31
Bewilligte Summe
771.647,47 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EI3053A
Leistungsplansystematik
Wasserstofferzeugung - Elektrolyse - alkalisch [EA2722]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI3)
Förderprogramm
Energie
Um den Herausforderungen des Elektrizitätsnetzes mit erneuerbarer Energie zu begegnen, eine hohe Versorgungssicherheit mit Erdgas für Strom und Wärme zu gewährleisten, sowie einen nachhaltigen Betrieb von Biogasanlagen zu erreichen, verfolgt das Projekt einen synergetischen Ansatz mit Sektorkopplung. Es zielt darauf ab, erneuerbare Energie für die Erzeugung von grünem Wasserstoff durch fortschrittliche alkalische Wasserelektrolyse zu nutzen, und diesen grünen Wasserstoff zur Aufwertung nachhaltigen Biogases zu verwenden 'vom Abfall zu Biomethan'. Dieses Gas kann in das Erdgasnetz eingespeist werden, wodurch Speicherkapazitäten für saisonale Schwankungen nutzbar sind. In Zeiten mangelnder erneuerbarer Energie kann das Biogas ohne Aufbereitung als Brennstoff direkt zur Stromerzeugung genutzt werden. Um eine ausreichende H2-Produktion für dieses Ziel zu ermöglichen, müssen alkalische Wasserelektrolyseure weiterentwickelt werden. Erst mit höherem Wirkungsgrad und höheren Produktionsraten kann eine Senkung der Kosten des erzeugten grünen Wasserstoffs zur energetischen Nutzung erlangt werden. Das Projekt strebt daher an, eine fortschrittliche alkalische Elektrolyse zu entwickeln. Diese sollen aus Membranen auf PBI-Basis, sowie neuartigen Elektrodenpaketen bestehen, bei denen unedle Katalysatoren als Einzelkomponente in die Gasdiffusionsschichten und Stromkollektoren integriert sind. Mit dem Einbau dieser neuen Klasse von Komponenten in die Elektrolyseure sowie einer Verbesserung des Stackdesigns wird eine Effizienz von mehr als 75% LHV und eine Produktionsrate von 4 kg/h.m² angestrebt, deutlich höher als bei konventionellen alkalischen oder PEM-Elektrolyseuren. Im Projekt wird ein 550 kW-Stack aufgebaut und in einem Feldtest betrieben. Das DLR ist Koordinator. Es wird ein Testsystem für Module im Labormaßstab entwickeln und aufbauen. Zudem werden Module entwickelt, in das Testsystem integriert und getestet. DLR unterstützt bei Entwicklung des 550 kW-Feldtestsystems.