Entwicklung von Schnellalterungsmethoden (AST) für Raney-Nickel-Kathoden und Diaphragmen in der Alkalischen Wasserelektrolyse (AEL) in Kombination mit einem großserientauglichen Beschichtungsverfahren, Teilvorhaben: AST-Methode auf Zell- und Stackebene

Description: Das Projekt umfasst angewandte Forschung und Entwicklung für die effiziente und nachhaltige Produktion von grünem Wasserstoff durch alkalische Wasserelektrolyse (AEL). Das Hauptziel ist die Entwicklung und Validierung von beschleunigten Belastungstests (AST) für Raney-Nickel-Kathoden und Zirkonium-Diaphragmen. Diese AST-Methoden sollen die Forschungs- und Validierungszyklen deutlich verkürzen, um langlebige und effiziente Elektrolyseure auf den Markt zu bringen. Ziel ist es, den Markthochlauf der Elektrolyse zu beschleunigen und Wertschöpfung und Arbeitsplätze in Deutschland zu sichern und auszubauen. Die Partner - Oberland Mangold (OM), McPhy, DITF und ZSW - bringen umfangreiche Vorarbeiten und eine breite Infrastruktur in das Projekt ein. Für die Nickel-Aluminium(NiAl)-Beschichtung der Kathoden setzt OM ein innovatives Beschichtungsverfahren (TPT, thermal post treatment) ein und optimiert es im Hinblick auf Serienproduktion, Langzeitstabilität und Kosteneffizienz. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Optimierung der Elektrolytqualität, um die Degradation der AEL-Zelle bzw. des Stacks zu minimieren. Dies trägt dazu bei, die Lebensdauer des gesamten Elektrolyseurs zu verlängern und die Betriebs- und Wartungskosten zu senken. Im Teilvorhaben des ZSW liegt der Fokus auf der Entwicklung einer AST-Methode für Raney-Nickel-Kathoden. Hierfür werden TPT-beschichtete Kathoden von OM in einer Elektrolysezelle mit einem Nickel-Substrat als Anode und einem Zirfon-Diaphragma als Separator unter AEL-Bedingungen betrieben, die außerhalb des normalen Betriebsfensters liegen. Als Referenz dient ein Langzeitversuch unter realen Belastungsbedingungen (ADT), der sowohl auf Zellebene als auch auf Stackebene (Stack mit 100cm² Zellfläche) durchgeführt wird. Die entwickelte AST-Methode soll schließlich auf Stackebene übertragen werden, indem der Versuchsstack unter AST-Bedingungen betrieben wird. Durch den Stackbetrieb können Stack- und System-spezifische Einflüsse berücksichtigt werden.

SupportProgram

Tags: Grüner Wasserstoff ? Deutschland ? Elektrolyse ? Kleine und mittlere Unternehmen ? Beschichtung ? Arbeitsplatz ? Langzeituntersuchung ? Forschung und Entwicklung ? Angewandte Wissenschaft ? Nachhaltige Produktion ? Kosteneffizienz ?

Region: Baden-Württemberg

Bounding boxes: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°

License: Creative Commons Namensnennung-keine Bearbeitung-Nichtkommerziell 4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Finanzielle Förderung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)
• Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (Projektverantwortung)

Time ranges: 2025-04-01 - 2028-03-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Sub-project: AST method at cell and stack level
  Description: The project comprises applied research and development for the efficient and sustainable production of green hydrogen by alkaline water electrolysis (AEL). The main objective is the development and validation of accelerated stress tests (AST) for Raney nickel cathodes and zirconium diaphragms. These AST methods are intended to significantly shorten the research and validation cycles in order to bring durable and efficient electrolyzers to the market. The aim is to accelerate the market ramp-up of electrolysis and to secure and expand value creation and jobs in Germany. The partners - Oberland Mangold (OM), McPhy, DITF and ZSW - are contributing extensive preliminary work and a broad infrastructure to the project. OM is using an innovative coating process (TPT, thermal post treatment) for the nickel-aluminium (NiAl) coating of the cathodes and is optimizing it with regard to series production, long-term stability and cost efficiency. Another focus is the optimization of the electrolyte quality in order to minimize the degradation of the AEL cell or stack. This helps to extend the service life of the entire electrolyser and reduce operating and maintenance costs. In the ZSW sub-project, the focus is on developing an AST method for Raney nickel cathodes. For this purpose, TPT-coated cathodes from OM are operated in an electrolysis cell with a nickel substrate as the anode and a zirconium diaphragm as the separator under AEL conditions that lie outside the normal operating window. A long-term test under real load conditions (ADT) serves as a reference, which is carried out both at cell level and at stack level (stack with 100 cm² cell area). The AST method developed will ultimately be transferred to stack level by operating the test stack under AST conditions. Stack operation allows stack and system-specific influences to be taken into account. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1139820

Status

Aktiv

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