(Jülich / Deutschland) – Das Forschungszentrum Jülich (FZJ) hat einen Teststand für Elektrolyseure eingeweiht. Damit ließen sich „echte Industrie-Stacks“ untersuchen, „die mit fortgeschrittener Sensorik fortlaufend beobachtet“ würden. Die Anlage des Projekts „DERIEL“ (De-risking Elektrolyseur) wird von Siemens Energy koordiniert.
Testanlage für Elektrolyseure realer Größe
PEM-Elektrolyseure, die damit erforscht werden sollen, verwenden eine „Proton Exchange Membrane“, womit schnelle Lastwechsel insbesondere für den Betrieb mit erneuerbaren Energien möglich seien. Die Testanlage in Jülich ist für Elektrolyseure realer Größe auf industrieller Skalierung ausgelegt. Wissenschaft und Wirtschaft wollen zahlreiche Parameter untersuchen und optimieren, die für die Kosten und Lebensdauer von Elektrolyseuren maßgeblich sind.
Einweihung des PEM-Elektrolyse-Teststandes (von rechts): Peter Jansens (Bereichsvorstand Energie des Forschungszentrums Jülich), Till Mansmann (Innovationsbeauftragter „Grüner Wasserstoff“ des BMBF), Rüdiger A. Eichel (Institutsleiter Forschungszentrum Jülich), Peter Geskes (Product Management Electrolyzer System for Hydrogen Production Siemens Energy), Rafael Oliveira (Finance, Sustainable Energy Systems Operations & Product Management Siemens Energy), André Karl (komm. Abteilungsleiter Funktionsmaterialien und Komponenten), Eva Jodat (Institut für Grundlagen der Elektrochemie). © Forschungszentrum Jülich / Bernd Nörig
Das Projekt will mit zahlreichen Sensoren auf allen Ebenen, mit Kameras und komplexer Messtechnik die Alterung von Elektrolysezellen besser verstehen. Anschließend sollen die Erkenntnisse in kommende Elektrolyseur-Generationen einfließen. „Erstmalig wurde dem Forschungszentrum ein Teststand für PEM-Elektrolysestacks im Megawattbereich zur Verfügung gestellt“, sagt DERIEL-Verbundkoordinator Günter Schmid von Siemens Energy. Neben der aufwendigen Sensorik am laufenden Elektrolyseur untersuche DERIEL Materialproben aus dem Realbetrieb zusätzlich mit Computertomografie, Elektronenmikroskopie, Kernspinresonanzspektroskopie und Raman-Spektroskopie. Digitale Zwillinge simulierten zudem den kompletten Prozess – von der elektrochemischen Reaktion im Innern über Strömungen und Temperaturen bis hin zur Gesamtanlage.
Impulse für die Wasserstoffwirtschaft
„Mit der Einweihung unseres PEM-Elektrolyse-Teststands wollen wir wichtige Impulse für die Wasserstoffwirtschaft in Deutschland geben“, sagt Peter Jansens, Bereichsvorstand Energie des Forschungszentrums Jülich. Unternehmen wie Siemens Energy könnten nach Angaben von Rüdiger Eichel vom FZJ den wissenschaftlichen Vorsprung in innovative Produkte umwandeln. Gleichzeitig lerne die Wissenschaft viel über die grundlegenden Vorgänge – nicht nur an Modellen, sondern im realen System.
„Deutschland will Leitanbieter für Wasserstofftechnologien werden“, sagt Till Mansmann, Innovationsbeauftragter „Grüner Wasserstoff“ des Bundesforschungsministeriums. „Dazu müssen Elektrolyseure made in Germany effizienter und langlebiger sein als die der Konkurrenz.“ Dies zu ermöglichen sei eines der Ziele am Forschungszentrum Jülich.
DERIEL ist Teil des Wasserstoffleitprojekts „H2Giga“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) und wird mit rund 100 Millionen Euro gefördert. H2Giga ist eines von drei Wasserstoffleitprojekten des BMBF. Diese sollen Hürden beseitigen, die einer deutschen Wasserstoffwirtschaft noch im Weg stehen. H2Giga sei für die Hochskalierung und Serienfertigung der Wasserstoffproduktion zuständig. Zwar seien bereits heute leistungsfähige Elektrolyseure am Markt – allerdings erfolge ihre Herstellung größtenteils noch in Handarbeit.
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Das Forschungszentrum Jülich hat einen neuen Teststand für PEM-Elektrolyseure im Industriemaßstab. © Forschungszentrum Jülich / Bernd Nörig
