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IEA AFC Task 30: Elektrolyse (Arbeitsperiode 2024 - 2027)

IEA AFC Task 30 befasst sich mit der Erzeugung von Wasserstoff durch Elektrolyse. Fragestellungen bezüglich Materialkosten und -haltbarkeit, sowie Effizienz und Zuverlässigkeit stehen im Mittelpunkt der Forschungsbestreben. Lösungsansätze basieren auf der Entwicklung neuer Materialien und Methoden zur Überwachung von Alterungsphänomenen, sowie der Optimierung von Betriebsstrategien. Innerhalb von Task 30 werden Entwicklungen unter weltweit führenden Forschungseinrichtungen und Firmen geteilt.

Kurzbeschreibung

Ziele

Der IEA AFC Task 30 zum Thema Elektrolyse behandelt ein breit gefächertes Portfolio an relevanten Themen. Der Schwerpunkt innerhalb des Tasks liegt insbesondere auf dem Wissens- und Informationsaustausch zwischen den Taskmitgliedern um Forschung und Entwicklung in den Bereichen der Polymerelektrolytmembranelektrolyse, der alkalischen (Membran)Elektrolyse, sowie der Festoxidelektrolyse voranzutreiben.

Durch die Beteiligung Österreichs, vertreten durch das Team des Institutes für Chemische Verfahrenstechnik und Umwelttechnik der Technischen Universität Graz wird einerseits dieser Austausch auch für nationale Stakeholder zugänglich, und andererseits die heimische Forschung und Entwicklung weltweit sichtbar gemacht.

Inhalte

Am Institut für Chemische Verfahrenstechnik und Umwelttechnik wird an der Optimierung und Lebensdauerverlängerung von Elektrolyseuren gearbeitet. Dies beinhaltet einerseits das verbesserte Verständnis an die Anforderungen und Alterungsmechanismen der Technologie (Abbildung 1), andererseits auch die Entwicklung von beschleunigten Stresstests (Abbildung 2), um diese Eigenschaften gezielt und reproduzierbar zu prüfen.

Bild aus dem Projekt
Abbildung 1: Alterungsphänomene in PEMWEs. Quelle: Kuhnert E, Hacker V, Bodner M. A review of accelerated stress tests for enhancing MEA durability in PEM water electrolysis cells. International Journal of Energy Research 2023;2023:1–23. https://doi.org/10.1155/2023/3183108 (CC-BY 4.0).

Arbeiten zielen weiters auf die Entwicklung von Überwachungsmethoden von Zellalterung ab. Dies beinhaltet beispielsweise die Analyse von Abbauprodukten des Ionomers durch die Bestimmung der Fluoridemissionen.

Bild aus dem Projekt
Abbildung 2: Entwicklung eines beschleunigten Stresstests basierend auf dem Profil einer Photovoltaikanlage. Quelle: Kuhnert E, Mayer K, Heidinger M, Rienessel C, Hacker V, Bodner M. Impact of intermittent operation on photovoltaic-PEM electrolyzer systems: A degradation study based on accelerated stress testing. International Journal of Hydrogen Energy 2024;55:683–95. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.11.249 (CC-BY 4.0).

In all diesen Aspekten ist die internationale Vernetzung für heimische Forschungsbestreben unerlässlich.

Erwartete Ergebnisse

Geplant sind regelmäßige Newsletter, Teilnahme an und Organisation von Workshops mit Ausrichtung an die Interessensgruppen (national und international) Forschung, Industrie und Politik.

Projektbeteiligte

Projektleitung

Ass.Prof. Dr.techn. Merit Bodner
Technische Universität Graz
Institut für Chemische Verfahrenstechnik und Umwelttechnik
Inffeldgasse 25 C, 8010 Graz
E-Mail: merit.bodner@tugraz.at

Teilnehmende Staaten

Belgien, China, Dänemark, Deutschland, Frankreich, Italien, Japan, Korea, Mexiko, Niederlande, Österreich, Schweiz, Südafrika, Tschechien, USA (Leitung)