Verbundvorhaben H2Giga_NG1 StaR - Stack Revolution: Reduktion der Kosten für alkalische Elektrolyseure auf einen Wert unter den Prognosen für 2030

Abstract

Die Ergebnisse des Verbundprojektes StaR – Stack Revolution zeigen auf Verbundebene, dass durch einen ganzheitlichen, interdisziplinären Ansatz wesentliche Fortschritte für die Industrialisierung der alkalischen Wasserelektrolyse erzielt werden konnten. Aufbauend auf dem zu Projektbeginn identifizierten Stand der Technik, der durch funktional ausgereifte, jedoch kosten- und produktionstechnisch nicht ausreichend skalierte Elektrolyseursysteme geprägt war, wurden im Projekt zentrale technologische, organisatorische und wirtschaftliche Hürden systematisch adressiert und überwunden. Ein wesentliches Ergebnis liegt in der Entwicklung eines konsequent produktionsorientierten Elektrolysestack-Konzeptes. Durch die gezielte Auswahl kostengünstiger, gut verfügbarer Materialien, die Reduktion des Materialeinsatzes sowie die Anpassung des Designs an automatisierbare Fertigungsprozesse konnte ein Stackdesign erarbeitet werden, das sowohl die geforderte elektrochemische Leistungsfähigkeit als auch deutlich reduzierte Herstellkosten vereint. Die entwickelten Zell- und Stackkonzepte wurden schrittweise über Einzelzellen und Short-Stacks umgesetzt und in einem eigens aufgebauten Testfeld an der TU Clausthal in Goslar elektrochemisch charakterisiert. Dabei konnten zentrale Zielgrößen hinsichtlich Effizienz, Leistungsdichte und Langzeitstabilität validiert werden. Parallel dazu wurden konstruktive Maßnahmen zur Beherrschung von Degradations- und Streustromeffekten untersucht und in das Gesamtdesign integriert, wodurch die industrielle Einsatzfähigkeit der entwickelten Stacks abgesichert wurde.