Umfeld- und Marktsituation

Für 2030 wird ein jährlicher Wasserstoffbedarf in Deutschland von 95 bis 130 TWh erwartet, wovon Deutschland 30 – 50% selbst produzieren will. Für die Verteilung des Wasserstoffs soll in Deutschland ein 9.700 km langes Kernnetz entstehen. Dies erfordert Entwicklung und Aufbau einer betriebssicheren Infrastruktur bspw. bei Netzkomponenten, Tankstellen, Elektrolyseure sowie Brennstoffzellen. In Hessen existieren beispielsweise eine Reihe von Projekten zum Betrieb von Elektrolyseuren, die einige, nicht ausreichend gelöste technologische Fragestellungen hinsichtlich Betriebsweise und Effizienz offenbaren. Beispielhaft zeigen Herausforderungen bei Wasserstoffzugflotten deutlich, dass ein großer Forschungsbedarf bzgl. der Lebensdauererhöhung von Brennstoffzellensystemen besteht. Zudem werden die Rohstoffe für Elektrolyseure und Brennstoffzellen (z.B. Platin, Iridium) durch internationale Krisen und Protektionismus knapper. Die aktuelle wirtschaftliche Lage und begrenzte Fördermittel stellen einen herausfordernden Handlungsrahmen dar.

Der Ausbau der Wasserstoffwirtschaft setzt somit eine intensive anwendungsorientierte Forschung voraus. Das Leistungszentrums GreenMat4H2 bietet in Bezug auf die wesentlichen, identifizierten Bedarfe folgende Kompetenzen zur Verfügung: 

• Schadensidentifikation, Verständnis von Schadensentwicklung (Degradation) an Zellen/Komponenten/Systemen unter mechanischer und elektrochemischer Beanspruchung
• Charakterisierung der Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit von mit Wasserstoff beaufschlagten Komponenten unter realistischen Bedingungen
• Rückgewinnbarkeit/Recycling von Funktionsmaterialien aus Brennstoffzellensystemen bzw. Elektrolyseuren: Katalysator- (Platin, Iridium, …)´und Membranmaterialien (PFAS) bzw. Bipolarplatten aus Stacks, C-Fasern aus Wasserstoff-Drucktanks
• Einsatzpotenziale von Sekundärmaterialien in Komponenten