Forschungsergebnisse

Auf See herrschen beste Bedingungen zur Erzeugung erneuerbaren Stroms. Die direkte Herstellung von grünem Wasserstoff in Offshore-Anlagen aus Windenergie ohne Netzanbindung kann die Kosten gegenüber der Erzeugung an Land deutlich senken. Drei Projekte mit Beteiligung der TU Berlin arbeiten daran.

Lesen Sie jetzt das ausführliche Interview mit Prof. Dr. Peter Strasser, Leiter des Fachgebiets „Technische Chemie/Elektrokatalyse – Materialien“ an der TU Berlin: https://www.tu.berlin/go303121/

Wasserstoff speichert die Energie aus Strom unglaublich effizient. Während der Elektrolyse gehen dabei lediglich etwa 20 Prozent der elektrischen Energie verloren. Somit liegt es nahe, statt teurer Stromleitungen im Meer auf Wasserstoff-Pipelines zu setzen, die die Energie aus Windkraftanlagen auf hoher See an Land bringen. Tatsächlich könnte eine einzige Wasserstoffpipeline dieselbe Menge an Energie pro Zeiteinheit an Land transportieren wie fünf bis zehn teure Hochseestromkabel.

Die Probleme: Salziges Meerwasser, teure Katalysatoren und giftige Chemikalien

Bisher wird für die Elektrolyse, also die elektrochemische Herstellung von Wasserstoff aus Strom und Wasser, ultrareines Wasser benötigt, das zweitausendmal reiner als Trinkwasserqualität sein muss. Zudem ist das auf See zur Verfügung stehende Meerwasser fünfhundertmal salzhaltiger als Trinkwasser. Weitere Probleme kommen hinzu: Die „saure Membran-Elektrolyse“ (PEM), mit der grüner Wasserstoff kommerziell hergestellt wird, benötigt als Katalysatoren seltene Edelmetalle wie Iridium, um die elektrochemische Spaltung von Wasser zu beschleunigen. Außerdem bestehen bei der PEM-Elektrolyse die für den Prozess erforderlichen Membranen aus fluorhaltigen Kunststoffen (PFAS), die zu den bedenklichen Ewigkeitschemikalien gehören.

Alkalische, membranbasierte Wasserelektrolyseure (AEM) als Lösung

Das Team von Prof. Strasser arbeitet deshalb an alkalischen, membranbasierten Wasserelektrolyseuren (AEM). „Die unedlen Metall-Katalysatoren der AEM-Elektrolyse kommen mit den aggressiven Chlorid-Ionen aus dem Meerwasser erstaunlich gut zurecht“, erklärt Strasser. Daher funktioniere die Elektrolyse auch mit nichtreinem Wasser sehr gut – jedenfalls auf Laborskala. „Und unsere Projektpartner konnten für die AEM-Elektrolyse leistungsstarke fluorfreie Membranen entwickeln.“

Projekte H2Mare, ANEMEL und ASTERISK mit TU-Beteiligung

In dem vom Bundesforschungsministerium geförderten Projekt H2Mare sowie bei den EU-Projekten ANEMEL und ASTERISK bringt Prof. Peter Strasser seine langjährigen Erfahrungen auf dem Gebiet der AEM-Elektrolyseure ein. Dabei geht es auch darum, wie man vielseitige Brennstoffe und Chemikalien wie Methanol, Ammoniak oder Kohlenwasserstoffe direkt am Windrad aus dem erzeugten Wasserstoff herstellen kann. Und wie für die Industrie interessante Substanzen wie Salze bei der Meerwasser-Aufbereitung abgeschieden und nutzbar gemacht werden können.

Weitere Informationen erteilt Ihnen gern:
Prof. Dr. Peter Strasser
Fachgebiet Technische Chemie/Elektrokatalyse – Materialien
Institut für Chemie
Fakutät II Mathematik und Naturwissenschaften
Technische Universität Berlin
Tel.: +49 (0)30 314-29542
E-Mail: pstrasser@tu-berlin.de