Aktuelles

Grüner Wasserstoff wird hauptsächlich durch Elektrolyse hergestellt, bei der Wasser mithilfe von Strom aus erneuerbaren Energiequellen wie Wind- oder Solarenergie in H₂ und O₂ gespalten wird. Eine alternative Methode ist die photoelektrochemische (PEC) Wasserspaltung, bei der Sonnenlicht direkt in H₂ und O₂ innerhalb eines einzigen Geräts umgewandelt wird. Theoretisch bietet diese Methode den Vorteil eines geringeren Platzbedarfs im Vergleich zu herkömmlichen Elektrolyseanlagen in Kombination mit Photovoltaik, da Lichtabsorption und Elektrolyse in einem System integriert sind. Allerdings steht die PEC-Technologie noch vor großen Herausforderungen hinsichtlich Effizienz, Stabilität und Skalierbarkeit. Während ihr Technology Readiness Level (TRL) derzeit noch niedrig ist, treiben laufende Forschungsarbeiten die Entwicklung voran, sodass sie zunehmend als interessante Option für die Produktion von grünem Wasserstoff gilt.

Im Rahmen des Projekts AltGen wurde ein PEC-Zellendesign entwickelt und erfolgreich implementiert. Zusätzlich wurden ein Prüfstand geplant, gebaut und in Betrieb genommen. Um eine umfassende Charakterisierung der Zelle und der einzelnen Elektroden zu ermöglichen, wurde ein Testprotokoll erstellt. Die Photoanoden werden entwickelt und kontinuierlich durch verschiedene Dotierungs- und Sputterprozesse verbessert, um stabile und leistungsfähige Katalysatoren zu erzeugen. Die Elektroden wurden in die eigens entwickelte PEC-Zelle integriert und bereits erfolgreich getestet.

Auswirkung und Bedeutung

Diese Fortschritte tragen dazu bei, die PEC-Technologie auf ein höheres TRL zu heben. Die Eigenentwicklung der Zelle und des Prüfstands ermöglicht eine flexible und beschleunigte Prüfung von Elektroden und Katalysatoren sowie schnelle und einfache Hardware-Anpassungen bei Bedarf. Diese Anpassungsfähigkeit ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber handelsüblicher Hardware, bei der schnelle Änderungen an neue Anforderungen nicht ohne weiteres möglich sind.
Das aktuelle, mit CAD entworfene Zelldesign ist im Bild zu sehen. Weitere Iterationsschritte sind geplant, um das Zellendesign kontinuierlich zu optimieren.

Projektpartner

• Energienetze Steiermark, AUT
• OMV Downstream, AUT
• Miba, AUT
• Verbund Green Hydrogen GmbH, AUT
• Simon Fraser University, CAN
• Austrian Institute of Technology, AUT
• TU Wien, AUT

Diese Success Story wurde von der Zentrumsleitung und den genannten Projektpartnern zur Veröffentlichung auf der FFG Website freigegeben. Das HyCentA COMET Center wird im Rahmen von COMET – Competence Centers for Excellent Technologies durch BMIMI, BMWET, die Bundesländer Steiermark, Oberösterreich, Tirol und Wien sowie die SFG gefördert. Das Programm COMET wird durch die FFG abgewickelt. Weitere Informationen zu COMET: www.ffg.at/comet