Aktuelles

Im Rahmen des Subprojekts HyGen zur Weiterentwicklung der PEM-Elektrolyse wurde erstmals ein direkter, systematischer Vergleich zwischen Einzelzell- und Stack-Tests durchgeführt Dafür wurden idente Zellmaterialien (katalysatorbeschichtete Membran, poröse Transportschichten, Gasdiffusionsschicht) und idente Prüfprotokolle eingesetzt. Ziel war es, die Übertragbarkeit von Ergebnissen aus Einzelzellen auf Stacks zu überprüfen und dadurch künftige Entwicklungsprozesse zu beschleunigen, präziser zu gestalten und Kosten zu reduzieren. 

Da Einzelzellen deutlich schneller und flexibler getestet werden können, bilden sie häufig die Grundlage für technologische Entscheidungen. Eine sichere Übertragbarkeit auf Stacks war bisher jedoch nur eingeschränkt belegt. Für die Bewertung der Degradation, insbesondere unter dynamischen Betriebsbedingungen, fehlten belastbare Vergleichsdaten. Genau hier setzt das Projekt an.

Wirkungen und Effekte

Die Untersuchungen zeigten eine hohe Vergleichbarkeit zwischen Einzelzell- und Stack-Ergebnissen unter Berücksichtigung bestimmter Voraussetzungen. Damit kann der Entwicklungsfokus künftig früher auf Einzelzellebene liegen und damit ergibt sich eine erhebliche Zeit- und Kostenersparnis. Gleichzeitige Tests offenbarten, dass Degradationsmechanismen weitgehend unabhängig von der Prüfstandsebene auftreten. Die im Projekt etablierten Testprotokolle und Messungen ermöglichen eine präzise Charakterisierung und spielen eine zentrale Rolle bei der Ergebnisvalidierung. Das generierte Wissen stärkt die Basis für skalierbare, robuste PEM-Technologien und erhöht die Planungssicherheit für industrielle Anwendungen.

Highlights

• Unter Berücksichtigung bestimmter Bedingungen, lassen sich Ergebnisse von der Einzelzellebene gut auf Stacks übertragen.

• Charakterisierung mittels EIS wurde erfolgreich auf Stackebene etabliert und vergleichbar mit Einzelzelle eingesetzt.

• Einzelzelltests bieten Flexibilität und robuste Daten, während vollständige Stack Unter-suchungen vor allem zur Validierung nötig sind.

• Zyklische Belastungstests funktionieren auf beiden Ebenen, wenngleich eine genaue Prüfung der Prüfstands-Infrastruktur vorab notwendig ist.

• Stack-Prüfstände sind technisch wertvoll für Charakterisierungsarbeiten, jedoch für detaillierte Schädigungsanalysen sehr kostenintensiv.

Die Ergebnisse zeigen: mit dem richtigen methodischen Ansatz kann die Entwicklung der PEM-Elektrolyse-Technologien deutlich effizienter gestaltet werden und ist damit ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu nachhaltiger H2 Produktion.

Projektpartner