de.wedoany.com-Bericht: Das spanische Institut für Energietechnologie (ITE) hat das Hedera-Projekt abgeschlossen, das durch die Entwicklung neuartiger Elektroden für Protonenaustauschmembran (PEM)-Elektrolyseure, Vorhersagemodelle und digitale Optimierungswerkzeuge die grüne Wasserstoffproduktion verbessern soll. Diese Ergebnisse tragen dazu bei, die Lebensdauer der Geräte zu verlängern, den kooperativen Betrieb mit variablen erneuerbaren Energien zu ermöglichen und die Kostenwettbewerbsfähigkeit von erneuerbarem Wasserstoff zu steigern.
Die Initiative wurde am 2. Juli 2026 in Valencia abgeschlossen und von IVACE+i und der Europäischen Union über das FEDER-Operationsprogramm der Autonomen Gemeinschaft Valencia (2021-2027) finanziert. Das Projekt konzentrierte sich auf einen technologischen Schmerzpunkt, der die Wettbewerbsfähigkeit von grünem Wasserstoff beeinträchtigt: die beschleunigte Degradation von Elektrolyseuren beim Betrieb in Kopplung mit erneuerbaren Energien wie Solar-Photovoltaik und Windkraft. Die Fluktuation dieser Energiequellen zwingt die Geräte, unter wechselnden Stromstärken zu arbeiten, was den Verschleiß von Komponenten beschleunigen und die Betriebskosten erhöhen kann. Das Hedera-Projekt zielte darauf ab, eine flexible Wasserstoffproduktion mit Solar- und Windenergie zu ermöglichen, ohne die Lebensdauer der Elektrolyseure vorzeitig zu beeinträchtigen.
Im Bereich der Materialien wurden im Rahmen des Projekts Elektroden für die PEM-Elektrolyse entwickelt und validiert. Dabei kamen Verfahren zur Formulierung von Katalysatortinten und zur Sprühabscheidung zum Einsatz, um gleichmäßige, reproduzierbare Materialien zu erhalten – zwei Voraussetzungen für die industrielle Skalierbarkeit. Die hergestellten Elektroden wurden unter repräsentativen Betriebsbedingungen physikochemisch und elektrochemisch charakterisiert, um ihre Leistung zu bewerten und mit marktüblichen Referenzlösungen zu vergleichen. Das Projekt identifizierte zudem die wichtigsten Degradationsmechanismen von PEM-Elektroden in verschiedenen Betriebsszenarien, wobei ein besonderer Fokus auf Profilen lag, die mit der Integration von Photovoltaik- und Windenergieüberschüssen verbunden sind. Der Einfluss von Stromstärke- und Laständerungen auf die Alterung der Komponenten wurde analysiert.
Auf Basis der experimentellen Daten entwickelte und validierte das ITE-Team ein Vorhersagemodell für die Degradation von PEM-Elektroden. Dieses Modell dient dazu, das Verhalten des Systems unter repräsentativen Bedingungen abzuschätzen und die Auswirkungen verschiedener Strategien auf die Lebensdauer des Elektrolyseurs sowie die Wasserstoffkosten vorherzusagen. Hedera integrierte zudem einen multikriteriellen Optimierungsalgorithmus für Wasserstoffproduktionssysteme, der Variablen wie die Verfügbarkeit erneuerbarer Energien, den Bedarf, die Speicherung und die Degradation des Elektrolyseurs berücksichtigt und die Entscheidungsfindung bei der Auslegung und dem Betrieb von Elektrolyseanlagen unterstützt. Darüber hinaus wurde ein digitales Modell einer Elektrolyseanlage erstellt, das für die Simulation von Szenarien und die Validierung von Energiemanagementstrategien genutzt werden kann. Es ermöglicht die virtuelle Bewertung von Betriebskonfigurationen und Strategien zur Kopplung mit erneuerbaren Energien, bevor diese in realen Anlagen angewendet werden. Diese Werkzeuge wandeln elektrochemische und betriebliche Daten in praktische Standards für die Auslegung und das Management von Anlagen um, die mit Solar- und Windenergie zusammenarbeiten können.
