Verbundvorhaben: Hochtemperatur CO2- und Ko-Elektrolyse: Untersuchung der Ko- und CO2- Elektrolyse an Stacks im atmosphärischen und druckaufgeladenen Betrieb, Teilvorhaben: Experimentelle Untersuchung der druckaufgeladenen Hochtemperatur-Ko- und CO2-Elektrolyse an SOEC-Stacks und Überführung in den Systemkontext
Zeitraum
2019-12-01 – 2023-06-30
Bewilligte Summe
821.812,63 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EI3004B
Leistungsplansystematik
Wasserstofferzeugung - Hochtemperatur-Elektrolyse [EA2723]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI3)
Förderprogramm
Energie
Im Segment von Power-to-Gas- (PtG) und Power-to-Liquid (PtL)-Anlagen und der Produktion von Synthesegas (Ko-Elektrolyse) und Kohlenmonoxid (CO2-Elektrolyse) mittels druckaufgeladener SOEC besteht derzeit noch Forschungsbedarf, da experimentelle Daten zum Betrieb von Stacks nicht in dem Maße zur Verfügung stehen um eine Kommerzialisierung der Technologie vorantreiben zu können. Das Projekt 'HoCKEtse' adressiert dazu die experimentelle Untersuchung an Stacks, um die Wissenslücke im Betrieb der beiden genannten Elektrolysemodi zu schließen. Dazu werden innerhalb des Projekts Experimente sowohl im atmosphärischen als auch im druckaufgeladenen Betrieb durchgeführt und die Stacks hinsichtlich deren Performance- und Degradationseigenschaften untersucht. Schicht- und Zellentwicklungen sollen dazu beitragen die Leistungs- und Materialdegradationen zu reduzieren und die SOEC-Technologie damit weiter voranzutreiben. Die Arbeiten des DLR umfassen im Projekt die experimentellen Untersuchungen der SOEC-Stacks bei der druckaufgeladenen Ko- und CO2-Elektrolyse. Zudem wird ein Simulationsmodell mit Hilfe der experimentellen Ergebnisse parametriert und validiert, um ein breites Spektrum an Betriebsmodi abbilden zu können. Die Kombination von Experiment und Simulationsmodell unterstützt damit die Möglichkeit der Skalierung hin zu größeren Leistungsklassen bei druckaufgeladenen Elektrolyseanlagen. Experimentelle Degradationsuntersuchungen im druckaufgeladenen Ko-Elektrolysebetrieb werden als Basis für die Zell- und Schichtentwicklungen des Projektpartners bereitgestellt. Weiter wird die erlangte Expertise bei der druckaufgeladenen Hochtemperaturelektrolyse am DLR in den Systemkontext überführt, indem eine Testumgebung für die Untersuchung von Stacks in der Leistungsklasse von 5-10 kWSOEC konzipiert, ausgelegt und aufgebaut wird. Der Betriebsdruckbereich soll dabei >20 bar betragen und damit in relevanter Größenordnung für nachgeschaltete Prozessreaktoren von PtG/PtL-Anlagen liegen.
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