Verbundvorhaben: SkalPro - Skalierbare Produktionsprozesse für hocheffiziente Elektroden in der alkalischen Elektrolyse; Teilvorhaben: Plattiertes Elektrodenmaterial für alkalische Wasserstoffelektrolyse

Abstract

Das übergeordnete Ziel des Projekts bestand darin, eine leistungsstarke, skalierbare und kosteneffiziente Elektrodenherstellungsmethode für die alkalische Wasserelektrolyse (AEL) vom Labor- auf den Technikum-Maßstab zu entwickeln. Angesichts des Klimawandels ist eine Reduzierung klimaschädlicher Treibhausgasemissionen dringend erforderlich. Ein entscheidender Baustein für diese Zielsetzung ist die Etablierung und Förderung einer wasserstoffbasierten Wirtschaft und Gesellschaft. Für diesen Transformationsprozess ist der Ausbau der Elektrolysekapazitäten von zentraler Bedeutung. Die deutsche Bundesregierung hat in der Nationalen Wasserstoffstrategie 2023 das ambitionierte Ziel definiert, die installierte Elektrolyseurkapazität bis 2030 auf 10 GW [1] zu steigern. Eine wesentliche Technologie in diesem Bereich ist die AEL [2]. Gleichzeitig ist jedoch die Senkung der Kosten von AEL-Elektrolysesystemen entscheidend, um den Ausbau der Kapazitäten zu ermöglichen. Ein wesentlicher Kostenfaktor in diesen Systemen sind die Elektroden, an denen die Wasserstoffproduktion über die Wasserstoffentwicklung (HER – hydrogen evolution reaction) erfolgt. Schätzungen zufolge machen AEL-Stacks etwa 45 % [3] der Gesamtkosten eines Systems aus, während die Elektroden (Kathode und Anode) etwa 49 % [4] der Stack-Kosten ausmachen. Daraus ergibt sich, dass rund 22 % der Gesamtkosten eines AEL-Systems auf die Elektroden entfallen. Diese Zahlen verdeutlichen, dass die Elektroden einen entscheidenden Kostenfaktor beim Aufbau von AEL-Kapazitäten darstellen. Gleichzeitig ist das Angebot an skalierbaren, kosteneffizienten und hochaktiven AEL-Elektroden derzeit begrenzt. Das SkalPro-Verbundprojekt verfolgt daher das Ziel, diese Lücke zwischen Nachfrage und Angebot durch die Entwicklung einer effizienten und leistungsstarken Elektrodenfertigungsroute zu schließen.