Wasserstoff-Technologien Fortschritt für die Wasserstoffrepublik Deutschland

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Thomas Kuther

Das Verbundprojekt StaR, an dem die TU Clausthal beteiligt ist und mit fünf Millionen Euro vom Bundesforschungsministerium gefördert wird, will durch eine kostenoptimale Stack-Herstellung Grünen Wasserstoff wettbewerbsfähig machen.

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Das Clausthaler Projektteam um Professor Thomas Turek (3. von links) engagiert sich umfangreich auf dem Gebiet Grüner Wasserstoff.
Das Clausthaler Projektteam um Professor Thomas Turek (3. von links) engagiert sich umfangreich auf dem Gebiet Grüner Wasserstoff.
(Bild: privat)

Grüner Wasserstoff kann als Energieträger eine bedeutende Rolle bei der Energiewende und für das Erreichen der Klimaziele einnehmen. Seit April läuft vor diesem Hintergrund das Verbundprojekt StaR: Gemeinsam werden sechs Projektpartner in den nächsten vier Jahren Design und Herstellung von sogenannten Elektrolyse-Stacks ganzheitlich untersuchen und neue Konzepte, die die Herstellungskosten senken sollen, in der Praxis umsetzen.

Elektrolyse-Stacks bilden das Herzstück jeder Wasserelektrolyseanlage, da in ihnen die Umwandlung elektrischer Energie in den Energieträger Wasserstoff stattfindet. Partner des Projektes sind die OTH Regensburg, die TU Clausthal, die RWTH Aachen, die Hochschule Rhein-Waal sowie der assoziierte Partner TU Dortmund mit dem Start-up WEW. Inzwischen sind die Zuwendungsbescheide eingetroffen. Das Teilprojekt der TU Clausthal wird mit einem Volumen von etwa fünf Millionen Euro gefördert.

Neues Testfeld mit Laborzellen auf 250 m²

Koordiniert wird der Clausthaler Part des umfangreichen Forschungsvorhabens von Dr. Maik Becker und Professor Thomas Turek. Am Forschungszentrum Energiespeichertechnologien (EST) entsteht auf einer Fläche von 250 m² ein neues Testfeld mit Laborzellen zur Auswahl und Charakterisierung von Materialien und Zellen bis hin zur Untersuchung des neuen Stack-Designs in voller Baugröße mit einer elektrischen Leistung von 150 kW.

Neben den Projektleitern umfasst das Team vier wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sowie einen Techniker. Aufbauend auf den langjährigen Erfahrungen im Bereich der elektrochemischen Prozesse übernimmt die TU Clausthal im Verbundprojekt zusammen mit dem Start-up WEW die Verantwortung für alle elektrochemischen Fragestellungen.

Wertvoller Beitrag zu Energiewende, Klimaschutz und Nachhaltigkeit

„Es freut mich sehr, dass der TU Clausthal diese umfangreiche Förderung durch das Bundesforschungsministerium zu Teil wird und sich unsere Forschenden maßgeblich in dieses ambitionierte, interdisziplinäre Projekt einbringen. Sie leisten damit einen wertvollen Beitrag auf dem Gebiet von Energiewende, Klimaschutz und Nachhaltigkeit. Das Vorhaben spiegelt sehr schön unsere Kompetenzen im Bereich der Energiespeichertechnologien wider und passt ideal zu unserem Leitthema Circular Economy“, unterstreicht Professor Joachim Schachtner, Präsident der Technischen Universität Clausthal.

Alkalische Elektrolyseure sollen kostengünstiger werden

Mit dem Projekt StaR soll die Reduktion der Herstellungskosten für alkalische Elektrolyseure auf einen Wert deutlich unter den aktuellen Marktprognosen für 2030 erreicht werden. Dafür wird innerhalb des interdisziplinären Projektteams ein ganzheitlicher Entwicklungsansatz gewählt, der Kostensenkungspotenziale auf allen Ebenen der Stack-Fertigung identifiziert und in die Produktion implementiert. Dies reicht vom produktionsorientierten Stackdesign und Untersuchung kostengünstiger, funktionaler Materialien über die Entwicklung wirtschaftlich sinnvoller Produktions-, Logistik- und Supply-Chain-Konzepte bis hin zu ihrer Erprobung unter Realbedingungen. So kann das Verbundprojekt StaR das Ziel, eine Hochskalierung der Verfügbarkeit von grünem Wasserstoff zu generieren, die Wasserstoffentstehungskosten zu senken und eine kostenoptimale Herstellung in Deutschland zu garantieren, inklusive des damit verbundenen Aufbaus von Wertschöpfung und Arbeitsplätzen im Land, unterstützen.

Zum Hintergrund Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat im Frühjahr 2020 die nationale Wasserstoffstrategie veröffentlicht und gleichzeitig im Rahmen des Ideenwettbewerbs „Wasserstoffrepublik Deutschland“ einen Förderaufruf gestartet. Hier werden rund 700 Mio. zur Förderung von Projekten in drei Fokusbereichen bereitgestellt. Einer dieser drei Bereiche lautet „Wasserelektrolyse im Industriemaßstab“ und wird durch die Technologieplattform H2Giga koordiniert.

Das übergeordnete Ziel dieser Plattform ist es, Grundlagen für eine automatisierte Serienfertigung von Wasserelektrolyseuren für Anlagen bis in den Gigawatt-Bereich in Deutschland bei gleichzeitig signifikanten Fortschritten hinsichtlich Lebensdauer, Produktions- und Betriebskosten zu schaffen. Damit soll deutschen Unternehmen die Möglichkeit geboten werden, führende Anbieter von grünem Wasserstoff für die Industrie und den Transportsektor zu werden. Innerhalb der Technologieplattform H2Giga sind zurzeit mehr als 100 Partner aus Industrie, Wissenschaft und Verbänden in ganz Deutschland beteiligt. StaR – Stack-Revolution ist ein Verbundprojekt innerhalb dieses Fokusbereiches.

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