Hochdynamischer und effizienter alkalischer Druckelektrolyseur für Large-Scale-Anwendungen

Gegenwärtig werden 96 % des Wasserstoffs aus fossilen Quellen wie Erdgas, Erdöl oder Kohle gewonnen. Doch schon in naher Zukunft wird klimaneutral produzierter Wasserstoff eine wichtige Rolle in der Mobilität, bei der saisonalen Energiespeicherung und als Ausgangsstoff für die chemische Industrie spielen.

Derzeit gibt es zwei Verfahren zur klimaneutralen Produktion, die im industriellen Massstab (> 1 MW elektrisch) eingesetzt werden: Proton Exchange Membrane Electrolysis (PEMEL) und alkalische Elektrolyse (AEL). Hitachi Zosen Inova (HZI) hat ein alkalisches Druckelektrolysesystem entwickelt, welches zu wettbewerbsfähigen Kosten industriell hergestellt werden kann. Um der gestiegenen Nachfrage in Richtung hohe Dynamik (schnelles An- und Abschalten mit langer Lebensdauer) und Effizienz Rechnung zu tragen, sind innovative Weiterentwicklungen (Zero-Gap, zellspezifische Elektrolytverteilung, konstruktive Innovationen) notwendig, die die Funktionalität entsprechend verbessern. Um diese präzise zu gestalten, bedarf es einer detaillierten Kenntnis der Vorgänge innerhalb der Elektrolysezellen. Da diese kaum messbar sind, wird mit Multiphysik-Simulationen gearbeitet, die das instationäre Zusammenspiel von Strömung, elektrischem Feld und Festkörperverhalten zeigen. Diese Erkenntnisse werden genutzt, um die Lösungen im Detail zu entwerfen, sie in Prototypen auf Prüfständen zu testen und sie zu industriellen Produkten zu machen.

Derartige Neukonstruktionen verschaffen dem Elektrolyseur mehrere Alleinstellungsmerkmale in Bezug auf Dynamik, Effizienz und Lebensdauer, mit entsprechenden Auswirkungen auf den Absatz in wachsenden Märkten.