HPEM2GAS – High Performance PEM Electrolyzer for Cost-effective Grid Balancing Applications

Das HPEM2GAS- Projekt entwickelt einen kostengünstigen PEM-Elektrolyseur, der für das Netzmanagement optimiert ist. Durch Stapelung und das Abwägen der Anlageninnovationen soll ein sechsmonatiger Feldtest eines fortgeschrittenen PEM-Elekrolyseurs mit 180-300kW durchgeführt werden.

Wasserstoff ist ein alternativer Energieträger, der zwischen der Energieverteilung und den erneuerbaren Energien vermittelt.

Im Rahmen des HPEM2GAS-Projekts wird ein kostengünstiger PEM-Elektrolyseur entwickelt, der durch Stack- und Balance-of-Plant-Innovationen für das Netzmanagement optimiert ist. Das Projekt gipfelt in einem sechsmonatigen Feldtest eines fortschrittlichen PEM-Elektrolyseurs mit einer Leistung von 180 bis 300 kW. Der entwickelte Elektrolyseur wird ein fortschrittliches BoP sowie ein verbessertes Stack-Design und Komponenten einsetzen. Es werden mehrere Strategien angewandt, um die Gesamtkosten zu senken und so eine breite Nutzung der Technologie zu ermöglichen. Diese betreffen in erster Linie eine dreifache Erhöhung der Stromdichte (was zu einer proportionalen Senkung der Kapitalkosten führt) bei gleichzeitiger Beibehaltung des Spitzenwirkungsgrads, einen Ansatz zur Minimierung des Materialverbrauchs in Form einer geringeren Membrandicke bei gleichzeitiger Beibehaltung eines niedrigen Gasübergangs und einer geringeren Edelmetallbelastung. Darüber hinaus wird die Lebensdauer des Stacks verbessert und die Komplexität des Systems reduziert, ohne die Sicherheit oder die Betriebsfähigkeit zu beeinträchtigen. All diese Lösungen tragen erheblich zur Senkung der CAPEX- und OPEX-Kosten des Elektrolyseurs bei.

Vision und Zielsetzung
Das Gesamtziel des Projekts besteht in der Entwicklung, Validierung und Demonstration einer robusten, flexiblen und reaktionsschnellen PEM-Elektrolyseur-Technologie, die auf fortschrittlichen, kostengünstigen Komponenten basiert und neuartige Lösungen für die Anbindung an das Stromnetz verwendet. Ziel ist der Nachweis des Potenzials, die im MAWP 2015 genannten KPIs, CAPEX und Effizienzziele in einem realistischen Produktionsmaßstab und -volumen zu erreichen.

Konzept und Approach
HPEM2GAS strebt einen Durchbruch in der Protonenaustauschmembran-Wasserelektrolyse-Technologie für die dezentrale Wasserstofferzeugung an und will die innovativen Lösungen, die in früheren FCH JU-Projekten demonstriert wurden, von TRL 4 auf TRL 6 bringen.

Projektdaten
Das Projekt HPEM2GAS wird im Rahmen des EU-Projekts Horizon 2020 mit einem Fördervolumen von 2,5 Millionen Euro gefördert. Das Projekt startete im April 2016 und hat eine Laufzeit von 36 Monaten. Das Konsortium besteht aus 7 Partnern aus 5 europäischen Ländern, an dem die Hochschule Emden/Leer als einer der Begünstigten beteiligt ist und wird mit einem verteilten Budget von ca. 73.000€ finanziert.

SHPEM2GAS Konsortium
Nationalrat für Forschung – Italien,
ITM Power – England,
Hochschule Emden/Leer – Deutschland,
Solvay Specialty Polymers – Italien,
IRD Fuel Cells A/S – Dänemark,
Stadtwerke Emden GmbH – Deutschland,
Uniresearch – Die Niederlande

Autor*innen:
Maik Schmeltzpfenning, Vi Le

Erstellungsdatum:
24. März 2022

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