Hochtemperaturelektrolyse

Die Hochtemperaturelektrolyse (HT-Elektrolyse) ist im Vergleich zur alkalischen und PEM-Elektrolyse noch nicht so weit entwickelt, verspricht aber höhere Wirkungsgrade und wird daher intensiv erforscht.

Beschreibung des Konzeptes

Bei der HT-Elektrolyse entstehen beim Anlegen der Spannung O^2--Ionen an der Kathode, die durch eine Membran zur Anode wandern. Dort entsteht das Produktgas Sauerstoff, während Wasserstoff an der Kathode freigesetzt wird. Die hohen Temperaturen von 800 bis 1.000 °C fördern die endotherme Zersetzung des Wassers und reduzieren den Elektrizitätsbedarf um bis zu 25 Prozent. Daher bietet sich der Einsatz der HT-Elektrolyse v.a. in Kombination mit Prozessen an, bei denen Abwärme entsteht, z. B. bei der Stromerzeugung mit Geo- oder Solarthermie oder Kraftwerken. Dadurch ist der Gesamtwirkungsgrad höher als bei der alkalischen und der PEM-Elektrolyse. Nachteilig sind die langen Anfahrzeiten, temperaturbedingte Probleme bei der Materialbeständigkeit, hohe Kosten und die geringe Lebensdauer.

Entwicklungsstand und -ziele

Im Vergleich zur alkalischen und PEM-Elektrolyse befindet sich die HT-Elektrolyse noch im Stadium der Grundlagenforschung, wobei das Interesse an der Technologie in den letzten Jahren gestiegen ist. Die Forschung konzentrierte sich zuvor stark auf die Hochtemperatur-Brennstoffzellen, die die Umkehrung der HT-Elektrolyse darstellt. Die HT-Elektrolyse profitiert von den dort gemachten Fortschritten. Fokus der Forschung liegt nun auf materialseitigen Verbesserungen und dem Beweis der technischen Machbarkeit außerhalb des Labors. Anschließend soll die Skalierung auf höhere Leistungsbereiche untersucht werden.

Englische Übersetzung(en):

high-temperature electrolysis