Kompetenznetzwerk Wasserelektrolyse

EFZN-Kompetenznetzwerk Wasserelektrolyse

Fokusgruppe 1

Herzlich willkommen auf der Webpräsenz des EFZN-Kompetenznetzwerkes Wasserelektrolyse!

Der Wasserelektrolyse kommt für die Wasserstofferzeugung aus erneuerbaren Quellen eine Schlüsselrolle zu. Sie erlaubt die effiziente Wandlung von erneuerbarer elektrischer Energie und Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Bisher stellte die Wasserstoffherstellung mittels Wasserelektrolyse eher eine Nischenanwendung dar und wurde überall dort eingesetzt, wo entweder kein Zugang zur Erdgasinfrastruktur bestand, kostengünstig Elektroenergie bezogen werden konnte oder sehr hohe Anforderungen an die Gasreinheit gestellt wurden. Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zu Wasserelektrolyseuren ruhten deshalb seit den 1960er/1970er Jahren weitestgehend. Künftig wird jedoch eine starke Kapazitätssteigerung notwendig sein: Allein der heutige Wasserstoffbedarf beläuft sich in Deutschland auf jährlich 1,8 Mio. Tonnen (Welt: 54 Mio. Tonnen pro Jahr) – der zukünftige Bedarf an Wasserstoff wird auf mindestens das Doppelte geschätzt. Zur elektrolytischen Gewinnung dieser Mengen bedarf es einer enormen Steigerung der Elektrolyseleistung.

Im Kompetenznetzwerk Wasserelektrolyse bündeln wir unter dem Dach des Energieforschungszentrums Niedersachsen (EFZN) die Forschungs- und Entwicklungskompetenzen der niedersächsischen Partner zum Thema Wasserelektrolyse. Wir konzentrieren uns dabei auf die aktuell wichtigsten Technologien: die alkalische Elektrolyse (AEL), die alkalische Membran-Elektrolyse (AEM), die saure Membran-Elektrolyse (PEMWE) im Niedertemperaturbereich sowie die Hochtemperatur-Wasserelektrolyse und Co-Elektrolyse in oxid-keramischen Systemen (SOEC).

Übergeordnete Entwicklungsziele: Kosten, Wirkungsgrad und Lebensdauer

Die aktuell laufenden Arbeiten erfolgen in enger Zusammenarbeit innerhalb der Fokusgruppe, mit anderen wissenschaftlichen Partnern im In- und Ausland und insbesondere auch mit Unternehmen der Ausrüster- und Zuliefererbranche, sowohl auf KMU-Ebene als auch mit Großunternehmen. Dabei wird eine große thematische Breite abgedeckt: Auf der Material- und Zellkomponenten-Ebene werden momentan nahezu alle aktiven Einzelschichten (Bipolarplatten, Elektroden, Membranen, …) adressiert. Schwerpunkt ist dabei die Materialentwicklung und die Materialerprobung mit Blick auf Kosten, Wirkungsgrad und Lebensdauer. Die Arbeiten auf Stack- und Gesamtanlagenebene fokussieren auf Fragen der Gestaltung/Auslegung, des dynamischen Betriebs, der Systemintegration und der Fertigung – auch hier mit Blick auf die übergeordneten Entwicklungsziele: Kosten, Wirkungsgrad und Lebensdauer. Besonders erwähnenswert ist in diesem Kontext die gegenwärtige Beteiligung aus dem Kreise der Fokusgruppe an zwei der drei Wasserstoff-Leitprojekten des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) zur Umsetzung der Nationalen Wasserstoffstrategie.

Methodisch verbindendes Element, das gleichzeitig eine große Stärke der Aktivitäten in Niedersachsen darstellt, ist die Verknüpfung von experimentellen Methoden (physikalische Charakterisierung von Materialien/Komponenten, elektrochemische Charakterisierung von Einzelzellen und Stacks, Betrieb von gesamten Elektrolyseanlagen) und modelltheoretischen Ansätzen (physikalisch-chemische Modellierung, Daten-getriebene Modellierung/maschinelles Lernen).

Interesse an einer Zusammenarbeit?

Dr.-Ing. Maik Becker

Zentraler Ansprechpartner EFZN-Kompetenznetzwerk Wasserelektrolyse

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Folgende Partner sind Mitglied im EFZN-Kompetenznetzwerk Wasserelektrolyse:

Carl von Ossietzky Universität Oldenburg,
Institut für Chemie
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DLR-Institut für Vernetze Energiesysteme/Oldenburg,
Abteilung Stadt- und Gebäudetechnologien
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Institut für Solarenergieforschung GmbH Hameln (ISFH)
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Leibniz Universität Hannover,
Institut für Thermodynamik
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Technische Universität Clausthal,
CUTEC Forschungszentrum, Abt. Chemische Energiesysteme
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Technische Universität Clausthal,
Institut für Chemische und Elektrochemische Verfahrenstechnik
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DLR-Institut für Vernetze Energiesysteme/Oldenburg,
Abteilung Brennstoffzellen
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Fraunhofer Heinrich Hertz Institut,
Abt. Faseroptische Sensorsysteme
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Leibniz Universität Hannover,
Institut für Elektrische Energiesysteme
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Technische Universität Braunschweig,
Institut für Technische Chemie
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Technische Universität Clausthal,
Forschungszentrum Energiespeichertechnologien (EST)
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