Wasserstofftechnologien

AWE und AEMWE: Von Materialien bis zur Prozessentwicklung

Die Gruppe Wasserstofftechnologien am Fraunhofer IKTS konzentriert ihre Forschungs- und Entwicklungsarbeiten auf die alkalische Wasserelektrolyse (AWE) und die Anionenaustausch-Membran-Wasserelektrolyse (AEMWE). Beide Technologien sind Schlüsselkomponenten für eine nachhaltige Wasserstoffwirtschaft.

Unser Leistungsspektrum deckt die gesamte Wertschöpfungskette der Wasserelektrolyse ab – von der skalierbaren Materialentwicklung und der fortschrittlichen elektrochemischen Analyse bis hin zur industrierelevanten Stack- und Prozessentwicklung. Damit schaffen wir den Transfer von der Grundlagenforschung in die industrielle Anwendung.

Neue Anwendungsfelder

Neben der klassischen Wasserstoffproduktion gewinnt die Stack- und Prozessentwicklung auch für weitere Anwendungsfelder der flüssigen Niedertemperatur-Elektrochemie an Bedeutung. Beispiele sind:

• Abwasserreinigung durch elektrochemische Prozesse
• CO₂-Verwertung für die nachhaltige Produktion von Methanol (CH₄O)
• Kompatible Systeme für Direct Air Capture (DAC)
• Herstellung von Plattformchemikalien wie Wasserstoffperoxid (H₂O₂)

Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkte

• Aufklärung der AWE- und AEMWE-Mechanismen
• Dynamische Betriebsstrategien (entsprechend dem Profil erneuerbarer Energien)
• Alternative Betriebspunkte zur Steigerung der Energieeffizienz (z.B. AWE über 90 °C)
• Stack-Designs, die einer automatisierten Herstellung gerecht werden
• Materialentwicklung (Katalysatoren, Beschichtungen) für eine erhöhte Lebensdauer und Performance
• Effizienzsteigerungen durch hochmoderne Membranen, performante Elektrokatalysatoren und Beschichtungen (MEAs) sowie herausragende Elektrodenarchitekturen (CCM, CCS)
• HAZOP (Gefahrenanalyse) von AWE/AEMWE-Betriebszuständen
• Accelerated Stress Tests zur beschleunigten Analyse