Die Elektrolyseur-Technologie für die Wasserelektrolyse entwickelt sich rasant, wobei immer mehr Modelle und Hersteller auf den Markt kommen. Technologische Fortschritte und eine steigende Nachfrage nach effizienten Wasserstoffproduktionsmethoden treiben dieses Wachstum voran. Dies ist auch auf das wachsende Verständnis zurückzuführen, dass die erneuerbare Stromerzeugung einen Überschuss erzeugt. Dieser Überschuss muss verarbeitet werden (siehe z.B. unseren Artikel zum Thema hier).
Technologien im Überblick #
Heute ist eine wachsende Auswahl an Elektrolyseuren verfügbar. Die verschiedenen Technologien bieten einzigartige Funktionen und Vorteile, haben aber auch Nachteile. Die folgende Tabelle bietet einen einfachen vergleichenden Überblick über verschiedene Elektrolyseurtechnologien. Es hebt wichtige Daten wie Effizienz, Betriebsbedingungen und Skalierbarkeit hervor. Die Tabelle bietet einen schnellen Überblick. Unser Team und unsere Partner sind jederzeit für Sie da, um Sie bei Ihrem Projekt zu unterstützen.
| Alkalischer Elektrolyseur | PEM-Elektrolyseur | SOEC-Elektrolyseur | AEM-Elektrolyseur | |
| Typischer Druckbereich | Atmosphärisch bis 30 bar(g) | Atmosphärisch bis zu 40 bar(g) | Druckbeaufschlagt bei 20 bis 50 bar(g) | Druckbeaufschlagt bis zu 35 bar(g) |
| Leistungsaufnahme | Von 50-70 kWh/kgH2 | Von 52-57 kWh/kgH2 | Von 37-45 kWh/kgH2 | Ab 53 kWh/kgH2 |
| Reinheit des Wassers | < 5 μS/cm | Höchste Anforderungen | < 20 μS/cm | |
| Modularität | ✓ | ✓ | Begrenzt | ✓ |
| Robustheit | ✓ | (✓) | ||
| Dynamischer Betrieb | Langsameres Hochfahren / Herunterfahren | Schnelles Hochfahren / Herunterfahren | Langsameres Hochfahren / Herunterfahren | Schnelles Hochfahren / Herunterfahren |
| Kompaktheit | Kompakt unter Druck | Kompakt | Kompakt | |
| Besondere Anforderungen | Reinstwasser | Hohe Temperaturen (600 °C oder mehr) | ||
| Knappe Materialien | Iridium | |||
| Weitere Eigenschaften | Kombinierter Einsatz zur Erzeugung / Verbrennung von Wasserstoff möglich | |||
| Lebensdauer | Bis zu 80’000 Stunden | Bis zu 60’000 Stunden | Realistische Lebensdauer nicht vollständig bekannt | Bis zu 60’000 Stunden |
| Abwärmenutzung | Je nach Hersteller möglich | Möglich, je nach Hersteller, in der Regel 50-60 °C | Je nach Hersteller möglich | Je nach Hersteller möglich |
Andere Methoden zur Wasserstofferzeugung #
Neben den oben zusammengefassten Technologien gibt es noch weitere. Chloralkalische Elektrolyseure gehören zu den am weitesten verbreiteten Wasserelektrolyseuren. Sie werden seit Jahrzehnten in industriellen Anwendungen eingesetzt. Sie sind ideal für Situationen, in denen eine stetige Nachfrage nach Wasserstoff und eine kontinuierliche Stromversorgung besteht. Die Anwendungen überschreiten oft 5 MW. Photoelektrochemische (PEC) Elektrolyseure befinden sich noch in einem sehr frühen Entwicklungsstadium und werden erst jetzt kommerziell verfügbar. Die Dampf-Methan-Reformierung (siehe auch diesen Artikel) ist eine weitere gängige Methode zur Herstellung von Wasserstoff aus Methangas. Es wird hauptsächlich in der Öl- und Gasindustrie verwendet. Der Prozess setzt jedoch etwa 10 kg CO₂ pro 1 kg produziertem Wasserstoff frei. Wenn CO₂ also nicht abgeschieden wird, ist es sehr umweltschädlich. Wasserstoff, der mit Dampf-Methan-Reformierung hergestellt wird, wird normalerweise als grauer Wasserstoff bezeichnet. Die Dampf-Methan-Reformierung wird typischerweise in größeren Anlagen eingesetzt, die Wasserstoff für den Transport weiterverkaufen.
Darüber hinaus gibt es neue Methoden wie die Pyrolyse von Biomasse, die Umwandlung von Abfall in Wasserstoff und Photovoltaik (PV)-Systeme mit eingebauten Elektrolyseuren. Alle Wasserstofferzeugungsmethoden tragen zu einer erhöhten Verfügbarkeit von Wasserstoff bei und helfen der Branche, sich weiterzuentwickeln.
