Langzeitstabilität von Elektrolysezellen

Siemens-Forscher haben die Langzeitstabilität von keramischen Elektrolysezellen für die Produktion von Wasserstoff nachgewiesen.

Damit ist ein Schritt in die Richtung neuer Energiespeicher gelungen. Die Erzeugung von Wasserstoff aus Strom gilt als Schlüsseltechnologie für die Speicherung von überschüssiger regenerativer Energie und könnte eine wichtige Rolle bei der Energiewende und der Stabilisierung der Netze spielen.Siemens entwickelt und produziert bereits Elektrolysezellen mit Polymer-Elektrolyt-Membranen, die  bei Temperaturen unter 100 Grad Celsius und hohem Druck Wasserstoff erzeugen. In einem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt wurden von Siemens zusammen mit dem Keramikhersteller Kerafol und mit dem Forschungszentrum Jülich keramische Elektrolysezellen für die Hochtemperaturelektrolyse entwickelt. Diese Technologie könnte einen besseren Wirkungsgrad haben, da bei hohen Temperaturen die für die Elektrolysereaktion notwendige Zellspannung deutlich niedriger ist. Eine weitere interessante Eigenschaft der Hochtemperaturelektrolyse ist die Umkehrbarkeit der Stromrichtung. Damit ist ein Wechsel möglich zwischen effizienter Elektrolyse und Brennstoffzellenbetrieb. In solch einem System könnte dann Erdgas, Biogas oder Wasserstoff zur Stromerzeugung bzw. Kraft-Wärme-Kopplung eingesetzt werden.Entwickelt wurden elektrochemische Zellen, bei denen ein Sauerstoffionen leitender Elektrolyt als Trägermaterial verwendet wird. Die wesentliche Herausforderung war, die Ablösung der Sauerstoffelektrode zu verhindern, die bisher Alterungseffekte verursachte. Die Forscher verbesserten deren Stabilität, indem sie ein Elektrodenmaterial verwendeten, das sowohl Elektronen- als auch Sauerstoffionen leitet. In einem Labor in Erlangen liefen keramische Elektrolysezellen bei 850 Grad Celsius mehr als 8.000 Stunden bei einer Stromdichte von 0,5 Ampere pro Quadratzentimeter und einer Zellspannung von maximal 1,1 Volt. Die Forscher beobachteten bei dem Dauerversuch eine spannungsbezogene Alterung von lediglich 0,2 Prozent pro 1.000 Betriebsstunden.Bild: Siemens – Siemens hat die Langzeitstabilität von keramischen Elektrolysezellen bei 850° C nachgewiesen

Erstellt am 15.3.2014