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Novel modular stack design for high pressure PEM water electrolyzer technology with wide operation range and reduced cost

Projektbeschreibung

Kosteneffizienter Hochdruck-PEM-Elektrolyseur steigert Erzeugung grünen Wasserstoffs

Durch Elektrolyse erzeugter grüner Wasserstoff könnte ein wichtiger Energieträger für die Integration erneuerbarer Energien im Energie- und Verkehrssektor werden. Das Ziel des EU-finanzierten Projekts PRETZEL besteht in der Entwicklung eines 25-kW-Elektrolyseursystems mit Protonenaustauschmembran (PEM). Dieses innovative System, das einen Differenzdruck von bis zu 100 bar erreichen kann, wird die Effizienz, die Kosten und die Haltbarkeit, die derzeit eine großmaßstäbliche PEM-Elektrolyse begrenzen, erheblich verbessern. Der Elektrolyseur soll bei 4 bis 6 Acm^(-2) und 90 °C mit einem bisher unerreichten Wirkungsgrad von 70 % über 2 000 Stunden arbeiten. Mit dem Einsatz von Beschichtungen aus Nicht-Edelmetall und fortgeschrittenen keramischen Aerogel-Katalysatorträgern werden die Kapitalkosten gesenkt. Der mit dem Hochdruck-Wasserstoffgenerator erzeugte Wasserstoff wird in Brennstoffzellen-Teststationen zur Anwendung kommen.

Ziel

Green hydrogen produced by electrolysis might become a key energy carrier for the implementation of renewable energy as a cross-sectional connection between the energy sector, industry and mobility. Proton exchange membrane (PEM) electrolysis is the preferred technology for this purpose, yet large facilities can hardly achieve FCH-JU key performance indicators (KPI) in terms of cost, efficiency, lifetime and operability. Consequently, a game changer in the technology is necessary. PRETZEL consortium will develop a 25 kW PEM electrolyzer system based on a patented innovative cell concept that is potentially capable of reaching 100 bar differential pressure. The electrolyzer will dynamically operate between 4 and 6 A cm^(-2) and 90 °C achieving an unprecedented efficiency of 70%. This performance will be maintained for more than 2000 h of operation. Moreover, the capital cost of stack components will be largely reduced by the use of non-precious metal coatings and advanced ceramic aerogel catalyst supports. Likewise, the system balance of plant (BoP) will be optimized for cost reduction and reliability. The high pressure hydrogen generator will become part of the product portfolio of a German manufacturer but at the end of PREZEL, this company will establish a supply business partnership and R&D collaboration with France, Spain, Greece and Rumania, strengthening and consolidating cooperation among EU states with contrasting economies. Lastly, the hydrogen produced by the PEM electrolyzer will not be wasted, but rather used for feeding the fuel cell test stations in one of the partner’s laboratory.

Koordinator

DEUTSCHES ZENTRUM FUR LUFT - UND RAUMFAHRT EV
Netto-EU-Beitrag
€ 399 626,25
Adresse
LINDER HOHE
51147 Koln
Deutschland

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Region
Nordrhein-Westfalen Köln Köln, Kreisfreie Stadt
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten
€ 399 626,25

Beteiligte (10)