2023-01-01  –  2025-12-31

1.125.481,15 EUR

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Köln, Nordrhein-Westfalen

03EE5124A

Solarchemische Prozesse Komponenten [EB2142]

01247902/1  –  Redox3D - Entwicklung optimierter reaktiver Strukturen und Receiver-Reaktor-Geometrien für die solarthermochemische Wasserstofferzeugung

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

Wasserstoff gilt als einer der zentralen Bausteine einer erfolgreichen und globalen Energiewende. Die hohe Verfügbarkeit kostengünstiger regenerativer Energie prädestiniert sonnenreiche Länder für die großskalige, zentrale Produktion von erneuerbarem Wasserstoff für den Weltmarkt. Auch Deutschland wird aller Voraussicht nach in Zukunft auf den Import von regenerativ erzeugtem Wasserstoff aus diesen Regionen angewiesen sein. Solar thermochemische Prozesse stellen eine vielversprechende Möglichkeit dar, um unter diesen Bedingungen zukünftig großskalig regenerativ und kosteneffizient Wasserstoff zu produzieren. Vor allem im letzten Jahrzehnt hat die Technologie der solar thermochemischen Kreisprozesse deutliche Fortschritte erzielt. Mittlerweile wurde die solar thermochemische Wasserstofferzeugung im Feld im 50-kW-Maßstab bei ca. 5% Wirkungsgrad demonstriert. Durch die Erprobung und Untersuchung der Systeme konnten Bereiche identifiziert werden, die durch Anpassungen weitere, substantielle Effizienzsteigerungen ermöglichen. Basierend auf diesen Erkenntnissen wurde in den letzten Jahren ein neues Receiver-Reaktor-Konzept am DLR entwickelt, welches sich durch ein hohes theoretisches Wirkungsgradpotential und eine vielversprechende technische Umsetzbarkeit auszeichnet. Die zentralen Herausforderungen des neuen Konzepts bilden den Rahmen für die Zielsetzungen von Redox3D. Durch die erfolgreiche Bearbeitung dieser Ziele entwickelt das Konsortium Kern-Knowhow in den innovativen Bereichen der Strukturoptimierung und des 3D-Drucks reaktiver, keramischer Materialien. Mit Hilfe numerischer Simulationen der neuen Receiver-Reaktor-Technologie werden sowohl Design- als auch Betriebsparameter optimiert. Zentrale Komponenten des Systems werden in einem Teststand experimentell erprobt. Redox3D führt somit zu einem maßgeblichen Fortschritt für die Technologie der solar thermochemischen Wasserstofferzeugung.