Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSPMotivation und Problemstellung
Wie hoch genau Deutschlands Bedarf an Grünem Wasserstoff zukünftig sein wird, ist derzeit noch nicht absehbar. Klar ist allerdings, dass der Bedarf mehrere Hundertmillionen Tonnen Wasserstoff jährlich betragen wird. Ziel der Nationalen Wasserstoffstrategie ist der Aufbau von möglichst 5 GW Elektrolyse-Kapazität bis 2030 allein in Deutschland - im neuen Koalitionsvertrag wurde das Ausbauziel auf 10 GW angehoben.
Dafür braucht es effiziente, langlebige, robuste, günstige und skalierbare Elektrolyseure. Zwar sind bereits heute große Elektrolyseure auf dem Markt, die effizient und über lange Zeiträume arbeiten, allerdings erfolgt ihre Herstellung noch immer größtenteils in Handarbeit. Das ist zeitaufwändig, kostenintensiv und fehleranfällig. Die serienmäßige Herstellung von Elektrolyseuren, die modular an ihre jeweiligen Einsatzorte angepasst werden können, wäre ein deutlicher Fortschritt - auch um Grünen Wasserstoff wettbewerbsfähig zu machen.
Das Leitprojekt H2Giga verschreibt sich daher der Entwicklung serieller Produktion von Elektrolyseuren – und das technologieoffen. Gemeinsam bringen etablierte Elektrolyseur-Hersteller, Zulieferer aus verschiedenen Technologiebereichen - darunter viele mittelständische und kleine Unternehmen - sowie Forschungseinrichtungen und Universitäten bestehende Elektrolyse-Technologien weiter voran.
Kurzfassung
Entwicklung neuartiger hochskalierbare Produktionsprozesse für die Großserienfertigung von Elektrolyseuren, Weiterentwicklung der industriellen Produktionsprozesse von Elektrolyseuren
Forschungsthemen IMWS
- Charakterisierung von Elektrolyseur-Bauteilen und Systemen, Identifizierung von relevanten mikrostrukturellen Defekten und der Analyse des Einfluss auf die Performance, sowie der Entwicklung von geeigneten Konzepten zu deren kosteneffektiven Vermeidung bzw. Minimierung
- Test und Entwicklung von Konzepten zur In-Line-Analytik und zur Defekidentifikation
Fokus
Begleitende Analytik bei der Bauteilproduktion (CCM, BPP, PTL, Stack) mit Fokussierung auf In-line und Operando Tauglichkeit, Identifizierung relevanter Defekte in der Produktion
Methoden
SEM, TEM, EDX, CT, XRD, XPS, ToF-SIMS, IR-Spektroskopie, Magnetfeldmessung, Lock-in Thermografie, LIBS
