Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Stabilität von Elektrolysezellen bei 850 Grad nachgewiesen

12.02.2014
Siemens-Forscher haben die Langzeitstabilität von keramischen Elektrolysezellen für die Produktion von Wasserstoff nachgewiesen. Damit ist ein Schritt in die Richtung neuer Energiespeicher gelungen.

Die Erzeugung von Wasserstoff aus Strom gilt als Schlüsseltechnologie für die Speicherung von überschüssiger regenerativer Energie und könnte eine wichtige Rolle bei der Energiewende und der Stabilisierung der Netze spielen.



Siemens entwickelt und produziert deshalb im Sektor Industry Elektrolyseure, die mit PEM-Zellen (Polymer-Elektrolyt-Membran) bei Temperaturen unter 100 Grad Celsius und hohem Druck Wasserstoff erzeugen.

In einem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt untersuchten Wissenschaftler der globalen Siemens-Forschung Corporate Technology (CT) nun zusätzlich die Hochtemperaturelektrolyse. Diese Technologie könnte einen besseren Wirkungsgrad haben, da bei hohen Temperaturen die für die Elektrolysereaktion notwendige Zellspannung deutlich niedriger ist.

Eine weitere interessante Eigenschaft der Hochtemperaturelektrolyse ist die Umkehrbarkeit der Stromrichtung. Damit ist ein Wechsel möglich zwischen effizienter Elektrolyse und Brennstoffzellenbetrieb. In solch einem System könnte dann Erdgas, Biogas oder Wasserstoff zur Stromerzeugung bzw. Kraft-Wärme-Kopplung eingesetzt werden.

Ein künftiger Hochtemperaturelektrolyseur könnte auch mit einer chemischen Synthese gekoppelt werden, etwa von Methan. Die dabei anfallende Abwärme könnte zur Erzeugung von Wasserdampf genutzt werden, der für die Hochtemperaturelektrolyse benötigt wird. Simulationen der Forscher sehen die Wirkungsgrade für die Wasserstofferzeugung und die Methansynthese bei etwa 75 Prozent, bezogen auf den jeweiligen Heizwert. Die Kompression der Gase auf 80 bar ist bereits berücksichtigt.

In dem Projekt optimierten CT-Forscher mit dem Keramikhersteller Kerafol und mit dem Forschungszentrum Jülich elektrochemische Zellen, bei denen ein sauerstoffionenleitender Elektrolyt als Trägermaterial verwendet wird. Die wesentliche Herausforderung war, die Ablösung der Sauerstoffelektrode zu verhindern, die bisher Alterungseffekte verursachte. Die Forscher verbesserten deren Stabilität, indem sie ein Elektrodenmaterial verwendeten, das sowohl Elektronen- als auch Sauerstoffionen leitet.

In einem Labor der CT in Erlangen liefen keramische Elektrolysezellen bei 850 Grad Celsius mehr als 8.000 Stunden bei einer Stromdichte von 0,5 Ampere pro Quadratzentimeter und einer Zellspannung von maximal 1,1 Volt. Die Forscher beobachteten bei dem Dauerversuch eine spannungsbezogene Alterung von lediglich 0,2 Prozent pro 1.000 Betriebsstunden.

Auch ein Konzept für den Aufbau von Zellstapeln wurde von den Forschern demonstriert. Um eine ausreichende Langzeitstabilität von größeren Zellstapeln zu erreichen, besteht jedoch noch Entwicklungsbedarf. Mit der Präsentation der im Labor erzielten Ergebnisse beim Projektträger wurden die technischen Arbeiten in dem über drei Jahre durchgeführten Förderprojekt nun erfolgreich abgeschlossen. (2014.02.3)

Dr. Norbert Aschenbrenner | Siemens InnovationNews
Weitere Informationen:
http://www.siemens.de/innovation

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Graduiertenschule HyPerCells entwickelt hocheffiziente Perowskit- Dünnschichtsolarzelle
17.08.2017 | Universität Potsdam

nachricht Lasersensoren LAH-G1 – Optische Abstandssensoren mit Messwertanzeige
15.08.2017 | WayCon Positionsmesstechnik GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

International führende Informatiker in Paderborn

21.08.2017 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Im Neptun regnet es Diamanten: Forscherteam enthüllt Innenleben kosmischer Eisgiganten

21.08.2017 | Physik Astronomie

Ein Holodeck für Fliegen, Fische und Mäuse

21.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Institut für Lufttransportsysteme der TUHH nimmt neuen Cockpitsimulator in Betrieb

21.08.2017 | Verkehr Logistik