Alkalische Wasserelektrolyse – Projekt zur Dynamisierung gestartet

Der aktuelle Wasserstoff-Markthochlauf gestaltet sich deutlich langsamer als in den vergangenen Jahren durch Politik und Industrie antizipiert. In Deutschland haben sich dabei die Kosten der Produktionsanlagen, und damit deren Wirtschaftlichkeit, sowie die Stromversorgung und Kapazität an erneuerbaren Energien als zentrale Herausforderungen erwiesen. Diese beiden Punkte werden im zum Jahresbeginn gestarteten Forschungsprojekt „SUN2H2 – Direktkopplung von PV-Anlagen mit Wasserelektrolyseuren“ adressiert, das ein Gesamtvolumen von 2,2 Millionen Euro umfasst.  

„Klimafreundlicher Wasserstoff ist von hoher Relevanz für den Umbau des Industriestandortes Deutschland und damit ein zentraler Baustein der Transformation. Es ist wichtig, dass wir in den Bereichen Wissenschaft, Wirtschaft und Politik den Wasserstoffhochlauf weiter intensiv im Blick behalten. Deshalb freut es mich ganz besonders, dass die TU Clausthal langfristig mit der Industrie kooperiert und ein weiteres Forschungsprojekt auf diesem Gebiet angelaufen ist“, sagt Dr.-Ing. Sylvia Schattauer, Präsidentin der TU Clausthal und Expertin im Bereich Wasserstofftechnologien.    

Neuer Forschungsansatz: direkte Nutzung des erzeugten Solarstroms

Um die Wirtschaftlichkeit von Elektrolyse-Projekten zu verbessern, müssen die Kosten der Erzeugungsanlagen deutlich reduziert und deren Anbindung an erneuerbare Energien vereinfacht und vergünstigt werden – gerade auch im Hinblick auf den Preisdruck aus dem asiatischen Raum. Die in dem neuen Projekt im Zentrum stehende direkte Nutzung des erzeugten Solarstroms zur Produktion von grünem Wasserstoff ohne zwischengeschalte Stromnetze bzw. zusätzliche Transformationsstufen wurde in der Forschung bislang kaum betrachtet. Dabei werden gerade von diesem Ansatz neben hohen Einsparpotenzialen wesentliche technische und ökologische Vorteile erwartet. 

Im Projekt werden daher unterschiedliche Kopplungskonzepte entwickelt und bewertet sowie experimentelle Untersuchungen an Laborsystemen und Versuchsträgern technisch relevanter Baugröße (ca. ein Quadratmeter Zellfläche) durchgeführt. Dadurch wird die Analyse des Betriebsverhaltens bei variabler Solarstrahlung ermöglicht, insbesondere hinsichtlich Systemwirkungsgrad, Performance, Dynamik, Gasqualität und Degradation. Auf Basis der experimentellen Ergebnisse und der entwickelten Modelle werden Betriebsstrategien und Auslegungsrichtlinien für PV-direktgekoppelte Elektrolysesysteme abgeleitet.

Wasserstofftechnologien – ein langfristiges Clausthaler Forschungsthema

Das Vorhaben wird am Forschungszentrum Energiespeichertechnologien von der Arbeitsgruppe von Prof. Thomas Turek und Dr.-Ing. Maik Becker gemeinsam mit der WEW GmbH aus Dortmund bearbeitet. Das Unternehmen war bereits Partner im vorherigen Forschungsprojekt „StaR – Stack Revolution“ zur Entwicklung einer prototypischen alkalischen Wasserelektrolyseanlage im Technikumsmaßstab. Das neue Vorhaben „SUN2H2“ läuft über zwölf Monate und hat ein Gesamtvolumen von rund 2,2 Millionen Euro. Gefördert wird es vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt, wovon etwa 750.000 Euro auf die TU Clausthal entfallen. Auch über das aktuelle Projekt hinaus werden sich die Forschenden aus dem Harz intensiv mit dem Zukunftsthema Wasserstofftechnologien beschäftigen. 

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