Tubulyze- Entwicklung eines tubulären PEM-Wasserelektrolyseurs

Projektbeschreibung

Durch den stetig wachsenden Energiebedarf und die Verknappung fossiler Ressourcen wird eine saubere und nachhaltige Energieerzeugung und Speicherung immer wichtiger. Damit gewinnt auch die Wasserelektrolyse zur Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff zunehmend an Bedeutung. Wasserstoff kann in Brennstoffzellen zur Energieerzeugung, aber auch als Rohstoff für die chemische Industrie eingesetzt werden.

Die Wasserelektrolyse wird industriell in zwei verschiedenen Verfahren durchgeführt; der alkalischen oder sauren Elektrolyse. Die saure Elketrolyse hat gegenüber der alkalischen Vorteile wie z.B. geringere Gasdurchlässigkeit der Membran, höhere Konversionseffizienz, geringere Korrosion und kompaktere Bauart. Zudem ist der Betrieb bei einem größeren Bereich von Stromdichten möglich. Der Bedarf an Edelmetallen für die Elektrodenherstellung und die hohen Kosten der Membran machen es jedoch notwendig, das System zu optimieren. Hier setzt das Verbundprojekt Tubulyze an.

Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer tubulären PEM (Proton Exchange Membrane)-Wasserelektrolysezelle mit neuartigen Verfahren, um die Materialkosten zu senken (Edelmetallbeladung ≤ 50 µg cm^-2) ohne die Energieeffizienz zu mindern (≥70% bei ≥ 15 mA cm^-2) Die elektrochemische Charakterisierung der tubulären Zelle und ihrer Komponenten steht im Fokus der Arbeitsgruppe Elektrochemie. Es werden planare Zellen als Referenzsystem sowie tubuläre Zellen charakterisiert und in Langzeit-Tests untersucht.

Abbildung 1: Schematische Darstellung einer tubulären Wasserelektrolyse Zelle mit den drei wichtigsten Innovationen des Tubulyze-Projetkt sowie den Projektpartner