Das Ziel der Energiewende ist klimaneutrale Energie zu erzeugen. Doch der Weg dorthin scheint sehr aufwändig und kostenintensiv zu sein. Sie zu erzeugen, effizient zu speichern und wieder verfügbar zu machen sind dabei die wesentlichen Herausforderungen. Dabei gilt Wasserstoff seit langem als ideale Lösung. Doch den endgültigen Durchbruch ist noch nicht geschafft. Obwohl das Prinzip der Aufspaltung von Wasser (Elektrolyse) zur Energiegewinnung kein neues ist. Weltweit arbeiten viele Unternehmen daran, die Wirtschaftlichkeit, Einsatzmöglichkeiten und Wirkungsgrade der Technologie so weit zu erhöhen, dass sie als saubere Energie-Alternative Einzug in den Alltag von Privatpersonen und Unternehmen hält. Vor allem in der Industrie besteht ein hoher Energiebedarf, der in Zukunft klimaneutral und kosteneffektiv abgedeckt werden muss.
Deutsche Technologie
Genau an dieser Stelle hat ein deutsches Unternehmen große Fortschritte bei der Realisierung erzielt. Die Hoeller Electrolyzer hat eine Produktreihe von äußerst kompakten Elektrolyse-Stacks entwickelt. Bereits im dritten Quartal 2020 geht der erste Prometheus, so der Name des Produkts, in den Testbetrieb gehen.
Hierbei handelt es sich um PEM-Elektrolyse-Stacks. In ihnen wird, unter Zufuhr von Strom, Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Sie stellen somit die Kernkomponente zukünftiger Elektrolyse- bzw. Power-to-X Systeme dar. Das Unternehmen setzt mit seinem Produkt vor allem auf ein kostengünstiges Preis-Leistungs-Verhältnis, minimierte Wasserstoff-Herstellungskosten, beeindruckende Maximalleistungen, hervorragende Lebensdauer und hohen Wasserstoff-Ausgangsdruck.
Egal, ob Windkraftanlagen-Betreiber, Industrieunternehmen mit LKW- und Gabelstapler-Fuhrparks, Güterzüge oder Wasserstoff-Tankstelle. Sie alle benötigen in Zukunft Energielösungen, die kosteneffektiv und zuverlässig einzusetzen sind. Prometheus Elektrolyse-Stacks bieten diese Lösung. Sie sind das für jeden Anlagenbauer einfach zu integrierende, kostengünstige und leistungsstarke Herzstück für eine klimafreundliche Wasserstoff- und damit Energie-Produktion. So macht Firmengründer Stefan Höller vielen Anwendern große Hoffnung: „Wir möchten es jedem Unternehmen ermöglichen, eigenständig, wirtschaftlich und dezentral grünen Wasserstoff auf dem Firmengelände produzieren zu können. Der Preis pro Kilogramm Wasserstoff wird dank Prometheus unter 4 Euro liegen.”
Kompakte Größen
Das überraschende an der Entwicklung ist die Leistungsstärke und die Größe der Produktionseinheiten. Nach Angaben des Unternehmens ist der kleinster Stack – so die Bezeichnung der Produktionseinheit – in der Größe eines Wassersprudlers verfügbar. Er erreicht 76 kW Nennleistung, produziert 34 kg Wasserstoff pro Tag, bei einer Grundfläche von 25 x 21 cm. Bei 1.500 Volllaststunden im Jahr lassen sich damit sieben Autos oder zwei Gabelstapler betreiben. Ein Auto ist binnen drei Minuten vollgetankt.
Das leistungsstärkste Produkt kommt auf 1,4 Megawatt Nennleistung und produziert 635 kg Wasserstoff pro Tag auf einer Grundfläche von 60 x 48 cm. Vergleichbar ist diese Größe mit vier Mineralwasser-Kisten. Produziert werden kann bei 1.500 Vollaststunden im Jahr soviel Wasserstoff, um 140 Autos, 30 Gabelstapler, fünf Verkehrsbusse, zwei LKW oder einen halben Zug zu betanken.
Neben der Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit sind vor allem der geringe Platzbedarf und ein reduziertes Gesamtgewicht entscheidende Wettbewerbsvorteile. Die Elektrolyse-Stacks sparen rund 25 Prozent Raum und Gewicht ein, wodurch z.B. auch die Integration in den Rotorkopf einer Windturbine möglich wird.
Was zeichnet diese Elektrolyse-Stacks aus?
Dem Unternehmen ist es gelungen, den kostenintensiven Einsatz der Edelmetalle Platin und Iridium erheblich zu reduzieren. Möglich wird dies dank einer eigenen Innovation. Durch eine Verbesserung der Oberflächenstrukturen wird die Reaktionsfläche vergrößert – dies wiederum führt zu einer Leistungssteigerung. Hinzukommt ein von Grund auf innovativer Aufbau der Elektrolyse-Zellen, um die Effizienz weiter zu erhöhen. Da weniger Edelmetalle zum Einsatz kommen, wird auch die Produktion signifikant günstiger und in großen Stückzahlen möglich. Ein weiterer Faktor ist das Erzielen eines möglichst hohen Ausgangsdrucks von 50 Bar und mehr, um den Energieaufwand für das Verdichten des Wasserstoffs zur Speicherung zu reduzieren.