Wasserstoff

Effiziente Technologien für saubere Energie

Das Wasserstoff-Portfolio von TEC4FUELS verbindet verschiedene Elemente in der Entwicklung und dem Aufbau von Systemen und Funktionsmodulen für die Elektrolyse von Wasser, bestehend zum Beispiel aus Reformermodul, reversiblen Brennstoffzellen, Speicher oder gegebenenfalls Brennstoffzellenstacks zur Rückverstromung von Wasserstoff.

Dazu gehören beispielsweise das Engineering von Modulen zur Reformierung von unterschiedlichen Energieträgern (Methanol, paraffinische Kraftstoffe (HVO, E-Fuels, fossile Kraftstoffe) in Brennstoffzellensystemen.

Ergänzend dazu umfasst das Wasserstoff-Portfolio auch die Durchführung von Testläufen an Prüfständen mit verschiedenen Medien und Komponenten unter forcierten Bedingungen zur Validierung der Betriebssicherheit und Lebensdauer der Bauteile von Gesamtsystemen, wie zum Beispiel Brennstoffzellenstacks, Injektoren, Düsen etc.

Blauer Himmel, eine Anlage mit silbernen Rohren und Lagerbehältern für Wasserstoff.
Herstellung von grünem Wasserstoff. Foto: Patrick Helmholz – AdobeStock (KI-generiert)

Engineering – Lösungen für klimaschonende Energiesysteme

  • Entwicklung von Engineering-Systemlösungen für Power-to-X-Technologien in Mittelstand und Industrie, vom Bau über die Installation bis zur Systemintegration. Beispielsweise von Systemen und Funktionsmodulen für die Elektrolyse von Wasser, bestehend zum Beispiel aus Reformermodul, reversiblen Brennstoffzellen, Speicher oder gegebenenfalls Brennstoffzellenstacks zur Rückverstromung von Wasserstoff.
  • Konzeption, Planung und Kopplung der Peripherie-Module (Auxiliary Systems) von Gesamtsystemen und Gewährleistung ihrer Funktionsfähigkeit, beispielsweise für die Zufuhr und Aufreinigung der Prozessmedien Gas und Wasser in Elektrolyseuren. Entwicklung eines sensorgestützten Condition Monitorings zur Überwachung der Gas- und Wasserqualität.

Prozessoptimierung

Zum Wasserstoff-Portfolio von TEC4FUELS gehört auch die Optimierung von Prozessen im Betrieb von Elektrolyseuren und Brennstoffzellensystemen. Das umfasst Hilfssysteme wie zum Beispiel die Zufuhr und Aufreinigung der Prozessmedien Gas und Wasser.

  • Analyse und Identifikation der je nach System auftretenden spezifischen Arten von Störstoffen und ihrer Herkunft. Analyse chemischer Elemente mittels ICP-OES, Ionenchromatographie, TOC (Total Organic Carbon) und Photometrie.
  • Bewertung der Ergebnisse der verschiedenen Aufreinigungsoptionen, um die beste Aufreinigungsmethode zu identifizieren.
  • Tests und Konfigurationen von Methoden zur Aufreinigung von elektrolyseurspezifischen Medien, wie Prozesswasser (EDI-Zellen, Electrodeionization) oder Erdgas (Schwefelabscheidung, Filtration).
  • Entwicklung eines Aufreinigungssystems inklusive Analyseverfahren und Konzeptionierung einer Online-Sensorik.

Application Research

Bei der Verwendung von Wasserstoff und seinen Derivaten wie Ammoniak oder Methanol in Energiesystemen gibt es teils noch offene Fragen, die unter anderem die Bauteil- und Systemkompatibilität betreffen. Es können unerwünschte Interaktionen der Medien mit den in Systemkomponenten verwendeten Metallen bzw. Legierungen und Polymeren entstehen. Die Folgen können Effekte wie Versprödung und Kaviation sein, die zu Funktionseinschränkungen oder gar Ausfällen von Systemen führen können.

In speziell entwickelten Hardware-in-the-Loop-Prüfständen baut TEC4FUELS Systemkomponenten auf und führt ein Medium unter forcierten Bedingungen im Kreislauf durch Komponenten wie zum Beispiel Pumpen, Filter und Injektoren. Damit können auftretende Effekte vergleichsweise schnell identifiziert, validiert und bewertet werden. Die Ergebnisse ermöglichen die Entwicklung geeigneter Maßnahmen zur Erhöhung der Betriebssicherheit und Lebensdauer von Systemen, wie zum Beispiel Modifikation von Bauteilen, Änderung von Materialzusammensetzungen oder Additivierung von Medien.