H2Giga HTEL-Stacks

  • Ansprechperson:

    Cedric Großelindemann, M.Sc.

    Daniel Esau, M.Sc.

  • Projektgruppe:

    FCE

  • Förderung:

    BMBF

  • Projektbeteiligte:

    SunFire GmbH, Fraunhofer-Gesellschaft, Universität Bayreuth, DLR, EIfER, Kerafol Keramische Folien GmbH & Co. KG, HORIBA FuelCon GmbH, XENON Automatisierungstechnik GmbH

  • Starttermin:

    01.05.2021

  • Endtermin:

    31.03.2025

Die Hochtemperaturelektrolyse (HTEL) zeichnet sich im Vergleich zu anderen Elektrolysetechnologien, wie
der PEM und Alkalischen Elektrolyse durch einen hohen Wirkungsgrad und niedrige Betriebskosten aus.
Aus diesem Grund stellt diese Technologie einen vielversprechenden Ansatz zur Erzeugung von grünem
Wasserstoff dar. Kernelement zur Produktion von grünem Wasserstoff mithilfe der
Hochtemperaturelektrolyse (HTEL) sind HTEL-Zellen und HTEL-Stacks. Diese stellen einen Schlüssel für
die großwirtschaftliche und kosteneffiziente Herstellung von grünem Wasserstoff bei hoher Grundlast dar.
Um den Wasserstoffmarkt zukünftig mit großskaligen HTEL-Zellen und -Stacks bedienen zu können, bedarf
es allerdings weiterer Entwicklungsschritte hinsichtlich Lebensdauer, Materialkosten, Effizienz,
Fertigungstechnologien sowie Produktionshochskalierung.

Das Verbundvorhaben „HTs: HTEL-Stacks –
Ready for Gigawatt“ innerhalb der Technologieplattform „H2Giga“ adressiert den Entwicklungs- und
Forschungsschwerpunkt genau auf diese Themen und trägt damit einen entscheidenden Beitrag zur
Realisierung der Ziele der Nationalen Wasserstoffstrategie und damit verbunden zur Hochskalierung der
Elektrolysetechnologie in den Megawatt-Maßstab bei. Im Rahmen des Projektes übernimmt Sunfire, als
Elektrolyseurhersteller die Gesamtkoordination und bearbeitet gemeinsam mit Unternehmen aus der
Industrie und Forschung Fragestellungen zur Industrialisierung der HTEL-Zellen und -Stacks.

Die Arbeiten im Teilvorhaben des KIT umfassen experimentelle und modellbasierte Untersuchungen an von
den Industriepartnern bereitgestellten HTEL-Komponenten. Auf Basis elektrochemischer Messungen an
Zellen und Wiederholeinheiten, hochauflösender elektronenmikroskopischer Analysen von Materialien und
Grenzflächen sowie unterstützender Modellierung und Simulation werden die im Verbund entwickelten
HTEL-Komponenten bewertet und Maßnahmen zur Erhöhung von Leistungsfähigkeit und Stabilität auf Zell- und
Stackebene abgeleitet.