Alkalische Elektrolyse
Die alkalische Elektrolyse ist die älteste Elektrolysetechnologie, gilt als technisch ausgereift und wird weltweit zur Herstellung von Wasserstoff eingesetzt. Sie wird insbesondere dort verwendet, wo Strom günstig zur Verfügung steht oder wo kleinere Mengen an Wasserstoff benötigt werden. Große Elektrolyseure sind in der Regel modular aufgebaut, so dass durch Kopplung und Parallelschaltung mehrerer Module größere Nennleistungen erreicht werden. Gängige Größen haben eine elektrische Anschlussleistung von 5 kW bis 3,4 MW pro Modul.
Beschreibung des Konzeptes
Die alkalische Elektrolyse nutzt eine wässrige Kalilauge als Elektrolyt. Über sie werden Ladungsträger zwischen den Elektroden ausgetauscht. Alkalische Elektrolyseure werden in der Regel bei Normaldruck, d. h. nahe dem Atmosphärendruck, betrieben. Für nachgelagerte Anwendungen ist es jedoch teils erforderlich, den Wasserstoff auf ein höheres Druckniveau zu komprimieren, z. B. bei der Speicherung, die unter Druck weniger Volumen benötigt. Es gibt aber auch Druckelektrolyseure, die Wasserstoff mit einem Druck von 30 bis 60 bar produzieren, wodurch für nachgelagerte Anwendungen eine direkte Nutzung des Wasserstoffs ohne zusätzliche Verdichtung ermöglicht wird. Die Lebensdauer dieser Technologie liegt bei 20 Jahren, während Elektrolyseure, die bei Normaldruck betrieben werden, alle 7 bis 12 Jahre generalüberholt werden müssen. Der Wirkungsgrad der alkalischen Elektrolyse liegt je nach Konfiguration zwischen 60 Prozent und 80 Prozent.
Entwicklungsstand und -ziele
Die Wirtschaftlichkeit der Elektrolyse wird größtenteils durch die Investition und die Strombezugskosten beeinflusst. Somit stützen sich Entwicklungsarbeiten auf die Erhöhung des Wirkungsgrads. Des Weiteren wird im Zusammenhang mit dem steigenden fluktuierenden Stromangebot aus erneuerbaren Energien die Verbesserung des Teillastverhaltens sowie der Systemdynamik erforscht. Auch die Skalierung auf größere Anschlussleistungen wird untersucht.
Englische Übersetzung(en):
alkaline electrolysis
Creative Commons Namensnennung - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 3.0 Deutschland (CC BY-SA 3.0 DE)