Hydrogen Technology Centre (HTC)

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Im HTC werden die Themenfelder der photoelektrochemischen Wasserstoffproduktion und der Wasserstoffspeicherung von der Grundlagenforschung bis hin zur Entwicklung von Prototypensystemen bearbeitet.

Ziel der Einrichtung des HTC ist es, die Themenfelder der photoelektrochemischen Wasserstoffproduktion und Wasserstoffspeicherung komplett von der Grundlagenforschung bis hin zu der Entwicklung von Prototypsystemen bearbeiten zu können.

Wir wollen Materialien und Technologien bis zu einen Proof of Concept in von Industrie und Anwendern akzeptierter Größenordnung (d.h. Anlagen zur Wasserstoffproduktion im Quadratmeter-Maßstab, Wasserstoffspeicherung im Kilogramm-Maßstab) demonstrieren und so den Weg zu industriellen Anwendungen eröffnen. Dabei sind insbesondere wissenschaftliche Fragestellungen zu klären, die mit der Skalierung der Technologien vom Labor- in den Anwendungsmaßstab zusammenhängen.

Bei der photoelektrochemischen Wasserstoffproduktion konnten bislang die an kleinen Proben im Labor erzielten Effizienzen auf technischem Maßstab nicht reproduziert werden. Hier sind deshalb systematische Untersuchungen an größeren Elektrodenflächen zwingend erforderlich.

ZOZ CM100

Industrielle Hochenergie-Kugelmühle des HTC in der Außenstelle in Olpe, Siegerland (100 l Mahlvolumen, Hersteller: ZOZ GmbH, Typ CM100).

Bei den Speichermaterialien betrifft das Untersuchungen zur Korrelation von Produktionsparametern mit den Eigenschaften. Hier konnten wir im Labormaßstab den Energieeintrag beim Mahlen als Schlüsselparameter identifizieren. Bei größeren Mühlen könnten aber weitere Parameter eine Rolle spielen. Bei größeren Materialmengen in Speichertanks steigt die Wärmeproduktion bzw. Notwendigkeit der Wärmezufuhr bei der Beladung bzw. Entladung mit Wasserstoff proportional. Deshalb spielt der Wärmetransfer eine wichtige Rolle und muss beim Design größerer Speicher entsprechend stärker berücksichtigt werden.

Die Ziele der Arbeiten im zukünftigen Hydrogen Technology Centre des HZG sind:

  • Hochskalierung der Herstellungsprozesse auf einen für spätere Anwendungen relevanten Maßstab
  • Untersuchung von wissenschaftlichen Fragestellungen zum Einfluss der Prozessparameter auf die Materialeigenschaften bei der Herstellung und Verarbeitung größerer Materialmengen
  • Kostengünstige Produktion der Materialien und wirtschaftliche Fertigung der Systeme
  • Bau von Demonstratoren in anwendungsrelevanter Größe
  • Integration der entwickelten Systeme mit weiteren Komponenten der Wasserstofftechnologie: a.) Wasserstoffproduktion, -aufbereitung und –speicherung; b.) Wasserstoffspeicherung und –nutzung, z.B. in Brennstoffzellen)
  • Untersuchung von wissenschaftlichen Fragestellungen des Verhaltens der Materialien im Gesamtsystem und der Systemintegration
  • Lebenszyklusanalyse der Technologien
  • Technisch-wirtschaftliche Bewertung und Systemoptimierung im Hinblick auf spezielle Anwendungen
Erfahren Sie mehr zum Thema kostengünstige Wasserstoffproduktion: Abteilung Nachhaltige Energietechnik Erfahren Sie mehr zum Thema effiziente Wasserstoffspeicherung: Abteilung Nanotechnologie