Verbesserte Heizung und Stromversorgung für Wohnhäuser durch Wasserstoff
Eigenständige Kräfte-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK), Mikro-KWK, sind eine sehr effiziente und nachhaltige Alternative zur Verwendung eines Gasboilers. Die Mikro-KWK-Anlagen sind flexibel beim Brennstoff, was bedeutet, dass sie ein breites Spektrum verschiedener Brennstoffe verwenden können. Eine vielversprechende Version beruht auf Wasserstoffgas. Dieses entsteht bei der Elektrolyse von Wasser, kann zur bedarfsgerechten Verwendung gelagert werden und seine chemische Energie wird durch die KWK-Anlagen ohne Nebenerzeugnisse in elektrische Energie und in Wärme gewandelt. Geringere Kosten und eine längere Nutzungsdauer (die wiederum die Lebensdauerkosten senken) der Elektrolyseanlagen würden die Markteinführung deutlich verbessern. Wissenschaftler entwickelten und testeten einen verbesserten Wasserelektrolyseur mit Protonenaustauschmembran (PEM), um Mikro-KWK durch EU-Fördermittel des Projekts "Pressurized PEM electrolyzer" (PRIMOLYZER) zu fördern. PEM-Elektrolyseure verwenden ein Polymermembranelektrolyt und Elektroden auf Platinbasis, um Wasser in Wasser- und Sauerstoff zu spalten. PRIMOLYZER erforschte und entwickelte neuartige Katalysatoren und Polymermembrane (auf Grundlage perfluorierter Sulfonsäure) mit ähnlicher thermischer Stabilität und ähnlichen mechanischen Eigenschaften, aber verbesserten elektrischen Eigenschaften im Vergleich zu modernen Membranen. Die Partner setzten alle Komponenten in Membran-Elektrodeneinheiten zusammen. Davon wurden mehrere über lange Zeit getestet, um die Nutzungsdauer zu bewerten. Zwei PEM-Elektrolyseur-Stacks wurden aus den Anlagen mit den besten Ergebnissen erstellt. Die Membran und der Sauerstoffentstehungsreaktionskatalysator waren besser als die der gewerblich erhältlichen Anlagen von Konkurrenzunternehmen und der gewonnene Wasserstoff war sehr rein. Dadurch konnte eine Niedrigtemperatur-PEM-Mikro-KWK-Anlage problemlos ungefähr 220 Stunden betrieben werden. Die Kostenanalyse lässt auf fast 50 % geringere Kosten eines einzelnen Elektrolyseurs schließen, wenn eine bis 100 Stackeinheiten hergestellt werden. PRIMOLYZER erstellte eine Polymermembran, Katalysatoren, Membran-Elektrodeneinheiten, Stack-Komponenten und einen Stack, die innerhalb weniger Jahre vermarktet werden können. Das Projekt hat auch die Technologie zur Wasserstoffgewinnung weiter entwickelt, die in einer Vielzahl Energiebereiche in einer Wasserstoffwirtschaft der Zukunft eingesetzt werden kann. Konzepte werden im Rahmen einer Fortsetzung des Projekts, PRIMOLYZER Phase II, weiter entwickelt. Zwischenzeitlich tragen die Ergebnis erheblich zu den Zielen der EU für eine nachhaltige Wasserstoffgewinnung und -versorgungskette bei.
