Am 3. April 2026 wurde ein neues Forschungsprojekt zur nachhaltigen Wertschöpfungskette von Wasserstoff ins Leben gerufen, das sich als echter Gamechanger in der Energiewende herausstellen könnte. Die Initiative wird von der Fachgruppe „Advanced Systems Engineering“ des Heinz Nixdorf Instituts (HNI) der Universität Paderborn geleitet und zielt darauf ab, die Abhängigkeit von kritischen Rohstoffen deutlich zu reduzieren und die nachhaltige Produktion von Wasserstoff voranzutreiben. Denn Wasserstoff gilt als entscheidender Energieträger, der fossile Rohstoffe wie Erdöl und Erdgas ersetzen soll. Anwendungen finden sich unter anderem in der Herstellung von Ammoniak, der Stahlindustrie und im Bereich Schwerlasttransport, sowie zur Speicherung von überschüssigem Wind- und Solarstrom.
Das Projekt trägt den Namen „CircuPEM“ und wird mit beeindruckenden 2,9 Millionen Euro vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert. Unterstützt wird es auch vom Ministerium für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen sowie der Europäischen Union. Der Förderzeitraum beträgt drei Jahre. Das Bundeswirtschaftsministerium hat sich das Ziel gesetzt, Wasserstofftechnologien bis 2030 als zentrale Elemente der Energiewende zu etablieren und hier setzt das Projekt an.
Innovative Ansätze für die Wasserstoffproduktion
Der Fokus der Forschung liegt auf der Protonen-Austausch-Membran (PEM)-Elektrolyse zur Wasserstoffproduktion. Diese Technologie hat einige Herausforderungen, insbesondere die Abhängigkeit von kritischen Rohstoffen wie Iridium, Platin und Titan, die begrenzte Verfügbarkeit aufweisen und oft importiert werden müssen. Daher wird ein zentraler Aspekt des Projekts die Entwicklung eines Konzepts zur vollständigen Wiederverwendung dieser Rohstoffe sein. Ziel ist eine Widerstandsfähigkeit der gesamten Wertschöpfungskette.
Zu den Projektpartnern zählen namhafte Institutionen wie die Ruhr-Universität Bochum und das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (UMSICHT), sowie Unternehmen wie Direct Matter und Heraeus Precious Metals. Gemeinsam werden sie zirkuläre Geschäftsmodelle entwickeln, die den Ressourcenverbrauch minimieren.
Ein weiterer Baustein wird die Optimierung des digitalen Produktpasses sein. Damit soll Transparenz über die gesamte Lieferkette geschaffen werden, um letztlich die Effizienz des bestehenden Wertschöpfungssystems zu erhöhen. Diese Ansätze werden in iterativen Arbeitszyklen evaluiert, um konkrete Handlungsempfehlungen und das Konzept eines integrierten Gesamtsystems abzuleiten.
Technologische Entwicklungen im Jahr 2026
Neben dem Projekt „CircuPEM“ stehen in diesem Jahr auch andere spannende Entwicklungen im Bereich der Wasserstofftechnologien an. Beispielsweise wird ein schichtunspezifisches physikalisches Modell entwickelt, welches die Spannungsdegradation von Protonenaustauschmembran-Wasserelektrolyseuren vorhersagt. Dies könnte entscheidende Einblicke in die verbleibende Nutzungsdauer der Elektrolyseure bieten und somit die Effizienz der Wasserstoffproduktion steigern. Des Weiteren wird an einer Relaxationszeiten-basierten Impedanzanalyse von PEM-Wasserelektrolysezellen gearbeitet, die für die Weiterentwicklung dieser Technologie von großer Bedeutung sein könnte, wie ise.fraunhofer.de berichtet.
Insgesamt deutet alles darauf hin, dass innovative Ansätze und Kooperationen in der Wasserstoffforschung notwendig sind, um die Ambitionen der deutschen Energiewende und die langfristige Abkehr von fossilen Brennstoffen zu realisieren. Mit Projekten wie CircuPEM könnte diese Vision bald greifbar werden.