Industrielle Anwendung der Sunfire-Hochtemperaturelektrolyse startet

Eine neue Generation der Hochtemperaturelektrolyse ermöglicht höhere Wirkungsgrade in der Erzeugung von Wasserstoff und somit eine deutlich verbesserte Wirtschaftlichkeit. Der Elektrolyseur der Generation 1.1 wurde im Rahmen des HYPOS-Verbundprojektes rSOC von der Sunfire GmbH entwickelt. Das Projekt wurde mit der Erprobung des Hochtemperatur-Elektrolyseurs und der Erreichung der avisierten Wirkungsgrade erfolgreich abgeschlossen.

Als Teil des mitteldeutschen Wasserstoffnetzwerks HYPOS wird mit den Projektergebnissen von rSOC (Reversible Solid Oxide Cell) ein wichtiger Beitrag zur Förderung der Wirtschaftlichkeit von Grünem Wasserstoff geleistet. Dieser wird mithilfe von Power-to-Gas-Technologien wie der Elektrolyse aus erneuerbaren Energien gewonnen. An dem Projekt rSOC waren neben der Sunfire GmbH die weiteren HYPOS-Mitglieder Air Liquide Forschung- und Entwicklung GmbH und das Institut für Technische Thermodynamik vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt beteiligt.

Der im Projekt entwickelte Elektrolyseur HyLink Gen 1.0 & 1.1 ist besonders effizient, da durch das Verfahren der Hochtemperaturelektrolyse Abwärme von Industrieprozessen in Form von Dampf eingebunden werden kann und energetische Verluste der Elektrolysezelle direkt zur Spaltung von Wasser nutzbar sind. So kann aus einer Kilowattstunde Strom deutlich mehr Wasserstoff erzeugt werden als aus konventionellen Elektrolyseuren. In der Erprobung konnte der Energieaufwand für die Erzeugung von 1 Nm³ Wasserstoff auf unter 40 kWh verringert werden. Durch die Anwendung der rSOC-Technologie ist es möglich, den Elektrolyseur sowohl als Wasserstoff- als auch als Stromerzeuger zu betreiben. Diese spezielle Technologieform der Festoxidzellen verbindet die beiden Pfade der Elektrolyse und Brennstoffzelle miteinander. Das ermöglicht die reversible Wandlung von elektrischer in chemische Energie und umgedreht in einem einzigen System. Innerhalb von 10 min kann der Betriebsmodus von Wasserstofferzeugung zu Strom- und Wärmeproduktion gewechselt werden. Diese kurze Wechselzeit ist äußerst vielversprechend für die Anwendung der rSOC-Technologie als Energiespeicher in Kombination mit fluktuierenden Erneuerbaren Energien.

Als potenzielle Anwendungsbereiche des SOEC-Elektrolyseurs haben die Projektpartner Stahlwerke und Raffinerien identifiziert, die durch ihre energieintensiven Prozesse ein hohes CO₂-Minderungspotenzial besitzen. Aktuell wird der HyLink Gen 1 Elektrolyseur im Stahlwerk in Salzgitter im industriellen Umfeld eingesetzt. Durch die hohe Effizienz bei der Umwandlung von Energie in Wasserstoff kann die SOEC-Elektrolyse zukünftig einen wichtigen Beitrag für eine wirtschaftliche Energiewende leisten. Das HYPOS-Projekt rSOC durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 1,9 Millionen Euro gefördert.