Leistungszentrum-Wasserstoff Hessen
Leistungszentrum-Wasserstoff Hessen

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Entwicklung und Testung von PGM-freien Katalysatormaterialien für die alkalische Elektrolyse

Die Produktion von hochreinem Wasserstoff wächst rasant – insbesondere die Herstellung von grünem Wasserstoff durch Elektrolyse mit erneuerbarer Energie. Parallel steigt die Nachfrage nach Brennstoffzellen für die Rückverstromung. Damit nimmt der weltweite Bedarf an Edelmetallen wie Platin und Iridium (PGMs) stark zu, obwohl die Verfügbarkeit aus dem Bergbau kaum steigerbar ist.

Ihre Herausforderung​

Das größte Einsparpotenzial liegt in der alkalischen Elektrolyse, wo Forschende zunehmend auf komplett PGM-freie Katalysatorsysteme setzen. Dennoch enthalten kommerzielle Elektrolyseure häufig noch hohe Anteile an Platin und Iridium – mit erheblichen Auswirkungen auf die Systemkosten.

Neben der Leistungsfähigkeit rücken Fragen der Nachhaltigkeit in den Fokus:

  • Wie lässt sich die Langzeitstabilität unter dynamischen Lastbedingungen optimieren, um Degradation zu minimieren?
  • Welche Ansätze ermöglichen die skalierbare Herstellung für den industriellen Bedarf an grünem Wasserstoff?
  • Gibt es unentdeckte Alternativen zu etablierten Katalysatorsystemen?

Unsere Lösungen​

Unsere Labore und Technika bieten umfassende Möglichkeiten zur Herstellung und Prozessierung von Metallen, Legierungen und Keramiken – inklusive Induktions- und Lichtbogenöfen sowie Spark Plasma Sintering. Die Produktion ist bis zum semi-industriellen Maßstab skalierbar. Komplexe Geometrien sind beispielsweise per 3D-Druck realisierbar. Wir begleiten Sie bei der Konzeption geeigneter Materialsysteme und der Auswahl der optimalen Herstellungsroute für Ihren Anwendungsfall.

  • Synthese und Hochskalierung der Katalysatorproduktion, ob Metalle, Legierungen oder Keramiken (Testsystem, Pulver, 3D Druck)
  • Entwicklung und Auswahl nachhaltiger Katalysatoren
  • Identifizierung von Primär-/Sekundärmaterialien für die Nutzung in Wasserstoff-anwendungen

Warum das wichtig ist

Die Reduktion kritischer Edelmetalle ist entscheidend für die Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit der Wasserstofftechnologie. PGM-freie Katalysatoren senken nicht nur die Kosten, sondern reduzieren die Abhängigkeit von knappen Ressourcen und stärken die Versorgungssicherheit. Gleichzeitig ermöglichen sie eine umweltfreundlichere Wertschöpfungskette – von der Materialentwicklung bis zur industriellen Anwendung.

Die wichtigsten Vorteile auf einen Blick:

  • Technologische Erweiterung Ihrer Entwicklungskapazitäten – Ausstattung und materialwissenschaftliche Expertise
  • Ganzheitliche Materialbewertung (LCA/LCC)– Kritikalität, Verfügbarkeit, Zirkularität
  • Nachhaltige Materialentwicklung in Kombination mit Hochskalierung der Produktion und Materialbewertung nach „Safe and Sustainable by Design“ (SSbD Framework)