Neues Verfahren soll Wasserstoffherstellung günstiger machen

28.05.2025

Quelle: E & M powernews

In Arnstadt in Thüringen ist eine Pilotanlage für SOEC-Stacks in Betrieb gegangen. Sie soll die industrielle Nutzung der Hochtemperatur-Elektrolyse für grünen Wasserstoff voranbringen.

In Wasserstoff als Energieträger werden große Erwartungen gesetzt. Allerdings gilt seine Herstellung noch immer als teuer. Ein Pilotprojekt von Industrie und Wissenschaft will dies nun ändern. So haben die Thyssenkrupp-Tochter und das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) am 27. Mai eine Pilotfertigung für Elektrolyse-Stacks eröffnet. Die Anlage produziert erstmals Stacks für Elektrolyseure auf Basis von Festoxid-Elektrolysezellen (Solid Oxide Electrolysis Cell, SOEC). Die Partner wollen damit die Serienreife der Technologie voranbringen.

Zu Beginn soll die Fertigung zunächst kleine Stückzahlen liefern. Die geplante Jahresleistung liegt, wie die Partner mitteilen, bei 8 MW. Ziel sei es, Erfahrungen für eine spätere industrielle Serienproduktion zu sammeln.

Die SOEC-Technologie nutzt hohe Temperaturen von 900 Grad Celsius zur Spaltung von Wasserdampf in Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2). Dadurch sinkt laut der Partner der Strombedarf im Vergleich zu anderen Wasserstoffproduktionsverfahren. Besonders in Industriezweigen mit Abwärme – etwa in der Stahl- oder Zementindustrie – lassen sich, so präzisiert Thyssenkrupp Nucera, 20 bis 30 Prozent Energie einsparen.

Die keramischen Zellen werden in der Arnstädter Anlage zu Stacks zusammengesetzt. Sie bestehen aus einem sauerstoffleitenden Elektrolyten, zwei Elektroden und metallischen Verbindungselementen aus Chrom und Eisen. Die Bauweise ist, wie es weiter heißt, auf Langlebigkeit und eine automatisierte Produktion ausgelegt. Wenige Komponenten und eine kompakte Form sollen später die Herstellungskosten senken.

Das Fraunhofer IKTS mit Sitz in Dresden hat die Technologie entwickelt und die Pilotanlage geplant. Thyssenkrupp Nucera mit Hauptsitz in Dortmund bringt die industrielle Erfahrung und das bestehende Elektrolyse-Portfolio in das Pilotprojekt mit ein. Bislang bietet das Unternehmen vor allem Systeme auf Basis der alkalischen Wasserelektrolyse (AWE) an. Die SOEC soll das Angebot um eine Variante für energieintensive Industrieprozesse ergänzen.

„Wir sehen in der Hochtemperatur-Elektrolyse ein zentrales Element für eine klimafreundliche Energieversorgung“, erklärte Werner Ponikwar, CEO von Thyssenkrupp Nucera. Die Technik solle künftig eine tragende Rolle in der Wasserstoffwirtschaft spielen.

Auch Professor Alexander Michaelis, Leiter des Fraunhofer IKTS, betont die strategischen Vorteile des neuen Produktionsverfahrens: „Durch die Nutzung von Abwärme oder die direkte Erzeugung von Synthesegas aus Wasser und CO2 können Unternehmen ihre Effizienz deutlich steigern.“

Auch Vorprodukte für grüne Kraftstoffe erzeugbar

Neben Wasserstoff lässt sich mit der SOEC-Technologie auch Synthesegas erzeugen. Dazu wird industrielles CO2 mit Wasserstoff kombiniert. Das Ergebnis sind Vorprodukte für grüne Kraftstoffe und chemische Grundstoffe. Diese Kopplung von Prozessen gilt als besonders zukunftsfähig. Im März 2024 hatten die beiden Partner ihre strategische Zusammenarbeit vertraglich besiegelt (wir berichteten). Mit der neuen Anlage beginnt nun die nächste Projektphase. Die gewonnenen Daten aus dem Pilotbetrieb sollen in die Planung einer großindustriellen, vollautomatisierten Fertigung einfließen.

Autorin: Davina Spohn