P2H2 und Spaniens Repsol: AEM-Wasserstoffproduktion für nur 3,27 US-Dollar pro Kilogramm möglich

de.wedoany.com-Bericht: Am 15. September schloss das spanische Energieunternehmen Repsol gemeinsam mit dem US-amerikanischen Elektrolyseur-Entwickler Power to Hydrogen (P2H2) Tests einer hybriden Anionenaustauschmembran-(AEM-)Elektrolysetechnologie ab, mit einer kumulierten Testdauer von über 1250 Stunden. Die Tests wurden über die industrielle Innovationsplattform All4Zero von Repsol durchgeführt und konzentrierten sich auf die Validierung der Effizienz, des dynamischen Ansprechverhaltens, der Haltbarkeit und der Hochdruck-Wasserstoffproduktionsfähigkeit der Technologie unter den schwankenden Betriebsbedingungen erneuerbarer Energien.

Laut P2H2 bietet die hybride AEM-Architektur eine Leistung und Ansprechgeschwindigkeit nahe der Protonenaustauschmembran (PEM) und nutzt gleichzeitig eine deutlich kostengünstigere Materialplattform, wodurch die Abhängigkeit von knappen Platingruppenmetallen wie Iridium verringert werden kann. Basierend auf den spezifischen Betriebsannahmen von Repsol und unter Verwendung des H2A-Lite-Kostenmodellierungsrahmens des US-Energieministeriums schätzt P2H2 die Stromgestehungskosten für Wasserstoff (LCOH) auf etwa 3,86 Euro (4,47 US-Dollar) pro Kilogramm, was etwa 16 % niedriger ist als bei bestehenden Elektrolysetechnologien; unter einem optimierten Szenario mit erneuerbaren Energien und einem hybriden Stromabnahmevertrag könnten die Kosten auf etwa 2,82 Euro (3,27 US-Dollar) pro Kilogramm sinken. Das Unternehmen betont, dass es sich bei diesen LCOH-Angaben um Modellierungsprognosen handelt und nicht um Kosten, die in den 1250 Stunden des Pilotbetriebs direkt validiert wurden. Nach der Veröffentlichung der Pilotbetriebsergebnisse prüfen P2H2 und Repsol potenzielle Demonstrationen im Bereich von 500 kW bis MW als nächsten Schritt zur kommerziellen Einführung.

Zwei indische Forscher der Alagappa University veröffentlichten Ergebnisse in Scientific Reviews, wonach Elemente wie Cer, Lanthan, Neodym und Praseodym über einzigartige Redox-, Elektronen- und Sauerstoffspeichereigenschaften verfügen, die die katalytische Aktivität, Reaktionskinetik, Stabilität und Wasserstoffausbeute verbessern können und daher im Bereich der Wasserstoffenergie wertvoll sind. Die Forscher sind der Ansicht, dass zur Sicherstellung der Nachhaltigkeit der Nutzung seltener Erden (REEs) in grünem Wasserstoff Recycling, Rückgewinnung und Wiederverwendung im Rahmen einer Kreislaufwirtschaft vorangetrieben werden müssen.

Eine von dem Chemiker Paul Kempler von der University of Oregon geleitete Studie ergab, dass gelöstes Eisen als Verunreinigung ein entscheidender Faktor für die Degradation alkalischer Wasserelektrolyseure bei Stromunterbrechungen ist. Die entsprechende Arbeit wurde in Chem Catalysis mit dem Titel „Reverse polarization degradation of nickel iron oxyhydroxide anodes in alkaline water electrolysis" veröffentlicht. Die Arbeit weist darauf hin, dass die Anodendegradation während der Rückwärtspolarisation eng mit der Stillstandsdauer und dem Ausmaß der Eisenretention im Katalysator zusammenhängt; wenn eine Verkürzung der Stillstandszeit nicht machbar ist, könnte eine Elektrolytoptimierung durch Anpassung des Gehalts an gelösten Metallen eine Lösung darstellen.

Ein Team des Massachusetts Institute of Technology (MIT) demonstrierte ein elektrochemisches Verfahren zur Gewinnung von reinem Wasserstoff aus Wasserstoffträgermolekülen und erklärte, dass dieses Verfahren die Prozesseffizienz steigern kann. Das System verwendet geschmolzene Hydroxide als Elektrolyt und koppelt eine palladiumbasierte Trenn membran mit einer Wasserstofferzeugungselektrode. Die Forscher erklärten, dass die Trennmembran Wasserstoff selektiv durchlässt und gleichzeitig andere Komponenten des Reaktionsgemischs am Durchtritt hindert. Ammoniak wird zunächst mithilfe eines Ruthenium- und Cäsium-haltigen Katalysators dehydrogeniert, und der erzeugte Wasserstoff gelangt anschließend zur Trennmembran, deren andere Seite mit dem geschmolzenen Hydroxid-Elektrolyten in Kontakt steht. Das Team erklärte, dass der elektrochemische Gradient auf beiden Seiten der Membran effektiv ein „Vakuum" für Wasserstoff erzeugt und eine starke Triebkraft für den Transport durch die Membran bildet; der Prozess wandelt Wasserstoff zudem in Protonen und Elektronen um, die jeweils den geschmolzenen Elektrolyten bzw. einen externen Stromkreis durchqueren und sich danach an einer zweiten Elektrode wieder zu Wasserstoff verbinden. Die Forscher ergänzten, dass dieses Verfahren keinen separaten nachgelagerten Wasserstoffreinigungsprozess erfordert.

Die China Hydrogen Alliance erklärte, dass eine kürzlich in China durchgeführte Studie im Süden von Chengdu im Sichuan-Becken eine natürliche Wasserstofflagerstätte entdeckt habe. Die Organisation erklärte, dass der Wasserstoff-Molenbruch der entdeckten Lagerstätte mit einigen der weltweit reinsten natürlichen Wasserstoffspeicher vergleichbar sei und einen neuen chinesischen Rekord für den natürlichen Wasserstoffgehalt darstelle. Der Wasserstoff-Molenbruch in dieser Lagerstätte beträgt 97,33 % bis 98,24 %. Die China Hydrogen Alliance ordnet diesen natürlichen Wasserstoff als „tiefen, anorganischen Ursprungs" ein.

Das in Boston ansässige Wasserstofftechnologieunternehmen Siltrax hat sein Kommerzialisierungsprogramm in Amerika gestartet und plant den Aufbau eines Netzwerks von Demonstrationsanlagen, um seine Technologie zu präsentieren. Das Unternehmen konzentriert sich auf Protonenaustauschmembran-(PEM-)Brennstoffzellen und Elektrolyseure auf Basis einer proprietären Silizium-Bipolarplattentechnologie. Der neue kaufmännische Leiter Roberto Iriti erklärte, dass die Silizium-Bipolarplattentechnologie einen wichtigen Schritt nach vorn für die Wasserstoffbranche darstelle und einen Weg zu leichteren, effizienteren und skalierbareren Brennstoffzellen und Elektrolyseuren biete, ohne dabei Leistungseinbußen in Kauf zu nehmen.

Rumänien hat Wasserstoffspezifikationen genehmigt, die Grundsätze, Anforderungen und Regulierungsregeln für Aktivitäten entlang der gesamten Wasserstoffwertschöpfungskette festlegen. Die neuen Spezifikationen führen keine neuen technischen Anforderungen an Geräte oder Anlagen ein und begründen auch keine neuen Investitionsverpflichtungen. Die rumänische Energieaufsichtsbehörde (Romanian Energy Regulatory Authority, ANRE) erklärte, dass der neue Rahmen allgemeine Regulierungsgrundsätze und -anforderungen festlegt, die für jede Aktivität gelten.