2021-03-01  –  2024-11-30

1.310.979,00 EUR

Forschungszentrum Jülich GmbH - Institut für Energie- und Klimaforschung - Elektrochemische Verfahrenstechnik (IEK-14), Jülich, Nordrhein-Westfalen

03EI3011A

Wasserstofferzeugung - Elektrolyse - alkalisch [EA2722]

01197293/1  –  NextH2

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI3)

Energie

Alkalische Elektrolyseure zeichnen sich dadurch aus, ohne den Einsatz von Edelmetallkatalysatoren, Wasser mit elektrischer Energie in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten. Ziel des Projektes ist die Entwicklung besonders leistungsstarker und effizienter alkalischer Elektrolyseure zur kosteneffizienten Produktion von Wasserstoff im GW-Maßstab. Voruntersuchungen haben gezeigt, durch eine Steigerung der ionischen Leitfähigkeit eine zur PEM-Elektrolyse vergleichbare Leistung zu erreichen. Dies kann durch Diaphragmen mit verminderter Dicke erreicht werden, was allerdings auf der anderen Seite zu einer Steigerung des Gasdurchtritts führen kann, die aus Sicherheits- und Effizienzgründen unterbunden werden muss. Im Rahmen des Vorhabens werden die entscheidenden Fragestellungen und Entwicklungsaufgaben bearbeitet, wie die Definition technischer und ökonomischer Anforderungen , die detaillierte Analyse von Diaphragmen sowie die daraus abgeleitete Entwicklung neuer, leistungsfähigerer Diaphragmen, die Bestimmung optimaler Konfigurationen aus Diaphragma, Elektroden und Zellgeometrie mit dem Ziel in alkalischen Elektrolyseuren Stromdichten von 2 A/cm² bei Zellspannungen von weniger als 2,2 V zu erreichen. Im Teilvorhaben Skalenübergreifende Ansätze zur Entwicklung und Charakterisierung soll die Brücke zwischen der relativ kleinskaligen Entwicklung im Labor und der späteren Integration in anwendungsnahen Systemen geschlagen werden. Es soll eine Anpassung der Stackgeometrie an die neue Leistungsklasse erfolgen und die Langzeitstabilität der neuen Materialien analysiert werden. Die Arbeiten untergliedern sich in fünf Arbeitspakete: • Benchmarking (Leitung: Jülich) • Neuartige Diaphragmen für die alkalische Elektrolyse (Leitung: AGFA) • Stackkonstruktion und Systemintegration der neuartigen Diaphragmen (Leitung: tk) • Langzeittests (Leitung: Jülich) • Wirtschaftlichkeit (Leitung: tk)