Forschungsprojekt HyInnoSep2

HyInnoSep2 - Prototyp zur elektrochemischen Abtrennung von Wasserstoff aus herausfordernden Gemischen

Das Projekt HyInnoSep2

Eine Voraussetzung für die Verbreitung von umweltfreundlich produziertem Wasserstoff als Energieträger und Industrierohstoff ist der effiziente und kostengünstige Transport des Gases von der Quelle zum Bestimmungsort. Wenn es beispielsweise darum geht, Tankstellen mit Wasserstoff zu versorgen, ist die Lieferung per dieselbetriebenem LKW zurzeit die gängige Lösung. Dies verursacht jedoch hohe Kosten und wirkt den Bemühungen CO₂ einzusparen entgegen.

Technologie

Eine Alternative zum Transport auf der Straße ist das Beimischen des Wasserstoffs in das bestehende Erdgasnetz und die Abtrennung des Wasserstoffs am Verwendungsort. Im Projekt HyInnoSep2 wird ein Apparat entwickelt, der Wasserstoff elektrochemisch aus einem Gasgemisch abtrennt und komprimiert. Allgemein wird für diesen Prozess der englische Begriff electrochemical hydrogen compression (EHC) verwendet. Für den Übergang des Wasserstoffs von der Gemisch- in die Reinphase wird im Projekt eine Protonenaustauschmembran, welche bereits bei der Wasserelektrolyse eingesetzt wird, verwendet. Sie ist für Gase undurchlässig, leitet aber bei Anlegen einer Spannung Protonen, die Grundbausteine des Wasserstoffs. Im Rahmen des Projektes wird der Prozess so optimiert, dass der Apparat eine größere Bandbreite an Gaszusammensetzungen verarbeiten kann. So soll auch das Gemisch, welches in der HyGas-Anlage von iGas energy entstehen soll, zugeführt werden können.

Ziel

HyInnoSep2 baut auf dem Vorgängerprojekt HyInnoSep auf. Somit wurde bereits erarbeitet, welche Katalysatoren und Membranmaterialien im EHC-Stack verwendet werden können. Der Fokus von Heraeus und des Instituts für technische und makromolekulare Chemie (ITMC) der RWTH Aachen liegt nun auf der weiteren Optimierung des Katalysators und auf der Skalierung des Prozesses zur Herstellung von Katalysatortinten für die Beschichtung der Membran in einem industriellem Maßstab. Der Lehrstuhl für chemische Verfahrenstechnik (AVT.CVT) der RWTH Aachen stellt mit diesen Tinten katalysatorbeschichtete Membranen her und evaluiert deren Eigenschaften. Darauf aufbauend entwickelt, baut und testet iGas energy den EHC-Stack in industriellem Maßstab. Der Lehrstuhl für Systemverfahrenstechnik (AVT.SVT) der RWTH Aachen bringt dabei seine Expertise bei der Definition realistischer und ökonomisch sinnvoller Testparameter und Betriebsszenarien ein.

Projektlaufzeit: 01.02.2025 – 31.01.2028

Förderkennzeichen: 03ZU2115EC

Kontakt: Karl-Heinz Lentz E-mail: kh.lentz@iGas-energy.de

Projektpartner: