Erneuerbare Energien

Anhand von diesen zwei Verfahren stellen wir Ihnen einen kompletten Lösungsansatz für Erneuerbare Energien vor.

Erneuerbare Energien

Hier stellen wir Ihnen Lösungen zu Oberflächenbeschichtungen für Erneuerbare Energien vor:

Effizienz und Lebensdauer von Elektrodenpackages steigern

Aufgabenstellung

Das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW), ein namhafter Hersteller schlüsselfertiger Power-to-Gas- und Power-to-Hydrogen-Anlagen sowie das Beschichtungsunternehmen Holzapfel Group arbeiten bereits seit 2012 in einem gemeinsamen Projekt daran, eine Wasserstoff-Erzeugungsanlage in der 300kW-Klasse zu optimieren. Später sollen auch Upscales der Projektanlage in den Megawatt-Bereich möglich sein.

Dem Beschichtungsunternehmen Holzapfel Group kommt dabei hauptsächlich die Aufgabe zu, Bauteile der regenerativen Energieanlagen durch Oberflächentechnik haltbarer (Langzeitstabilität) und im elektrischen Wirkungsgrad effizienter zu machen. Das Ziel des Gesamtprojektes ist u.a. die marktreife Entwicklung von Kernkomponenten und Subsystemen zur Herstellung von Wasserstoff-Erzeugungsanlagen.

Lösung mit Mehrwert

Für das Projekt hat die Holzapfel Group sich mit den Beschichtungen befasst, die im Inneren der Wasserstoff-Erzeugungsanlage wesentlich sind: Bei der alkalischen Wasserelektrolyse (AEL) erzeugen Elektroden Packages Wasserstoff und Sauerstoff. Diese Elektroden Packages bestehen jeweils aus einer Anode, einer Kathode und einem Mittelblech, die stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Innerhalb der Konstruktion befindet sich ein Elektrolyt (Kali-Lauge-Wasser-Gemisch), dessen Wasseranteil durch das Einleiten von Strom aufgespalten wird. An der Kathode bildet sich Wasserstoff, an der Anode Sauerstoff. Das Mittelblech sorgt für eine Abtrennung der Gas-Zwischenräume. Die Holzapfel Group beschichtet Anode, Kathode und Mittelblech mit einem speziellen Verfahren auf Nickelbasis. Um den Wirkungsgrad zu optimieren und der Degradation entgegen zu wirken, wird die Kathode mit einer zusätzlichen Beschichtung versehen. Im Gesamtsystem werden durch diese Kombination die katalytischen Eigenschaften und die Wirkungsgrade verbessert.

Interessant für

Die regenerative Erzeugung von Wasserstoff (H2) gewinnt weltweit an Bedeutung. So sind Technologien, die sich mit der Erzeugung, Speicherung und Nutzung von Wasserstoff befassen, wie im vorliegenden Projekt die Elektroden Packages, in vielen Bereichen relevant, bspw.

  • Einspeisung im Erdgasnetz (Power-to-Gas-Anlagen; Methan-Herstellung), verbunden mit der Umwandlung in Strom und Wärme mittels Gasturbinen, Verbrennungsmotoren oder Brennstoffzellen zu einem späteren Zeitpunkt (Langzeitspeicherung)
  • Nutzung in der Mobilität (als Kraftstoff für Brennstoffzellen-Fahrzeuge)
  • Verwendung in der Lebensmittelindustrie zur Herstellung von Fetten
  • Anwendungen in der Medizintechnik
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    Vorteile für den Kunden

    Bei der Entwicklung der Elektrodenbeschichtungen und der stoffschlüssigen Verbindungen innerhalb der Elektroden-Packages standen nicht nur der Korrosionsschutz und die Steigerung der elektrischen Effizienz im Fokus. Vielmehr war auch gefordert, Fertigungskonzepte zu entwickeln, die eine kostengünstige Herstellung von Elektroden-Packages unter industriellen Bedingungen bzw. in Serie ermöglichen. Mit den bisherigen Prozessschritten sind die Projektpartner auf dem besten Weg, marktfähige Elektroden-Packages zu entwickeln.
    Die Elektroden-Packages können spezifisch auf die Anforderungen der Kunden und ihrer Anlagen eingestellt werden. So sind bspw. die Abstände zwischen Anode, Kathode und Mittelblech variabel einstellbar auf die Kundenanforderungen in Bezug auf die Gas-Zwischenräume. Auch kann der Abstand zwischen Anode, Kathode und dem Diaphragma den jeweiligen technischen Gegebenheiten angepasst werden.

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