Alkalisch statt sauer, mit unedlen statt mit Edelmetallen

In solchen Elektrolyseur-Zellen sollen in Zukunft mit Nickel oder Eisen arbeitende Membranen statt der mit Platin oder Iridium arbeitenden Membranen eingesetzt werden. Das dient dem Umweltschutz und macht das Verfahren preiswerter. Ziel des Projekts „AEMruhr“ ist es, mit regenerativ erzeugtem Strom Wasserstoff als grüne Energiequelle ohne umweltbelastenden Abgase bereitzustellen. Foto: WH/Michael Völkel

Im Projekt „AEMruhr“ wollen die „ruhrvalley“-Partner Westfälische Hochschule und Fachhochschule Dortmund gemeinsam mit Praxispartnern die Erzeugung „grünen Wasserstoffs“ als Energieträger in der Energiewende verbessern.

(BL) Wasserstoff ist die Basis. Nicht nur, weil Wasserstoff das Element Nummer 1 im Periodensystem der Elemente ist, sondern auch, weil Wasserstoff für viele Energietechniker die Nummer eins der Energieträger ist. Wenn er mit Sauerstoff verbrennt, entsteht nur Wasserdampf, kein umwelt- und klimaschädliches Kohlendioxid, keine anderen Emissionen wie Stickoxide oder Schwefelverbindungen. Einfach ideal. Außerdem kann Wasserstoff leicht gespeichert und verteilt werden. Um ihn zu erzeugen, wollen die Energiewissenschaftler das universell auf der Erde vorkommende Wasser mit Strom aus grünen Quellen wie Sonne oder Wind in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff trennen. Wissenschaftlich heißt das Elektrolyse, die Maschinen, die das machen, sind Elektrolyseure. Es gibt sie schon. Im Rahmen des in Herne ansässigen Hochschul- und Unternehmensverbunds „ruhrvalley“ wollen Wissenschaftler der Westfälischen Hochschule in Gelsenkirchen und der Fachhochschule Dortmund gemeinsam mit Praxispartnern diese Technik jetzt verbessern: Statt der gängigen, im sauren pH-Bereich arbeitenden Membranen sollen neuartige Membranen verwendet werden, die den Elektrolyseprozess in alkalischem Milieu ablaufen lassen können. Die dabei einsetzbaren Katalysator-Materialien wie Nickel oder Eisen sind preiswerter als die bisher bei der Membranelektrolyse verwendeten Edelmetalle Platin oder Iridium. Außerdem sind sie leichter als Rohstoff verfügbar.

Für ihr Vorhaben mit dem Projektnamen „AEMruhr“, das bis zum Herbst 2024 läuft, hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung über sein Förderprogramm „FH-Impuls“ 850.000 Euro bereitgestellt. Ziel ist der Aufbau eines Funktionsmusters, das so industrienah ist, dass es rasch in die industrielle Nutzung übernommen werden kann. Während sich die Westfälische Hochschule über ihr Westfälisches Energieinstitut vor allem mit der technischen Entwicklung beschäftigt, liefert die Fachhochschule Dortmund aus ihrem „Institut für die Digitalisierung von Arbeits- und Lebenswelten“ (IDiAL) die notwendigen Softwarearchitekturen zur Einbindung des dezentral erzeugten Wasserstoffs in ein virtuelles Kraftwerk.

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Mobilität und Energie in Metropolen nachhaltig und zukunftsfähig gestalten – dieses Ziel verbindet die Partner im „ruhrvalley“. Seit 2017 arbeiten Partner aus Hochschulen und Unternehmen in der Initiative „ruhrvalley – Mobility and Energy for Metropolitan Change“ über Disziplingrenzen hinweg zusammen. Gefördert werden sie dabei vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Förderprogramm „Starke Fachhochschulen – Impuls für die Region“. Ihr Ziel ist es, sichere und vernetzte Technologien zu schaffen, die das Zusammenwirken und die intelligente Nutzung verschiedener Energieformen ermöglichen.