Nieuw project in Chemnitz: Duurzame elektrolyse voor groene waterstof!

Nieuw project in Chemnitz: Duurzame elektrolyse voor groene waterstof!

De Technische Universiteit Chemnitz maakt deel uit van een innovatief gezamenlijk project om technologieën voor waterelektrolyse te ontwikkelen, genaamd “Fluor-free water electrolysis development (FFWD)”. Dit project, gefinancierd door het federale ministerie van Onderwijs en Onderzoek, brengt verschillende belangrijke partners samen, waaronder de Universiteit van Freiburg, de Université de Lorraine, de start-up ionysis en de fabrikant van elektrolyseapparaten Elogen. Het belangrijkste doel is het ontwikkelen van fluorvrije zure polymeermembranen voor grootschalige elektrolyzers, die een sleutelrol spelen in de energieproductie.

De huidige elektrolysers zijn doorgaans gebaseerd op Nafion, een materiaal dat behoort tot de poly- en geperfluoreerde alifatische stoffen (PFAS). Deze stoffen zijn schadelijk voor het milieu omdat ze zeer stabiel zijn en zich ophopen in het milieu. Met het oog op de geplande regelgeving wordt de noodzaak om fluorvrije alternatieven te ontwikkelen steeds urgenter. Prof. Dr. Michael Sommer van de Technische Universiteit van Chemnitz benadrukt de uitdagingen die gepaard gaan met het ontwikkelen van nieuwe materialen met vergelijkbare eigenschappen.

Ontwikkeling van innovatieve membranen

Het project “H2Giga Project Fluorine-Free MEA” heeft tot doel kosteneffectieve fluorvrije membraanelektrode-eenheden (MEA’s) voor waterelektrolyse te ontwikkelen. Tot de samenwerkingspartners behoren Fumatech BWT GmbH en de Universiteit van Freiburg. De technologie is gebaseerd op het gebruik van polymeren en het project staat centraal in de productie van groene waterstof.

Gangbare membraanmaterialen bestaan ​​uit perfluorsulfonzuren, die een hoge stabiliteit bieden, maar nadelen hebben zoals een hoge gasdoorlaatbaarheid en de daarmee gepaard gaande milieuvervuiling. Nieuwe membraanmaterialen op basis van fluorvrije koolwaterstoffen beloven hier voordelen: deze omvatten onder andere een grotere stabiliteit bij temperaturen boven 80 °C, een lagere gasdoorlaatbaarheid en een milieuvriendelijkere en potentieel kosteneffectievere productie. Het doel is om krachtige MEA’s te ontwikkelen met behulp van schaalbare technologieën.

Gebruik van duurzame waterstoftechnologieën

De productie van duurzame waterstof is een essentieel onderdeel van de energietransitie. Elektrolyseprocessen breken water af in waterstof (H₂) en zuurstof (O₂) en vereisen elektrische stroom, bij voorkeur uit hernieuwbare bronnen, om groene waterstof te produceren. De verschillende elektrolysetechnologieën omvatten alkalische elektrolyse, PEM-elektrolyse, alkalische membraanelektrolyse en hoge-temperatuurelektrolyse.

PEM-elektrolyse is bijzonder dynamisch en heeft een hoge stroomdichtheid en een compact ontwerp, maar vereist robuuste materialen en dure edelmetalen. Om de efficiëntie van elektrolysetechnologieën tegen 2050 te verhogen, wordt gestreefd naar een verbetering van 12%. Anionenuitwisselingsmembraanelektrolyse (AEMEL) wordt beschouwd als een veelbelovende technologie die een lagere materiaalkriticiteit en schaalmogelijkheden biedt.

Samenvattend kan worden gesteld dat de ontwikkelingen op het gebied van fluorvrije membraanmaterialen niet alleen milieuvriendelijker zijn, maar ook fundamenteel voor de transformatie naar een duurzaam energiesysteem. Met projecten als FFWD en H2Giga wordt een belangrijke stap gezet in de richting van een efficiënte en milieuvriendelijke waterstofproductie. Duitsland streeft ernaar om tegen 2030 een elektrolysecapaciteit van 44 GW te bereiken, wat de prioriteit onderstreept van het ontwikkelen en implementeren van innovatieve benaderingen van de waterstofproductie.