Projektstart: Entwicklung eines innovativen Verdichtersystems für Wasserstoff

Wasserstoff effizient und kostengünstig komprimieren – ein wichtiger Baustein für die Nutzung von H2 in Industrie und Mobilität. ZBT und Anlagenbauer Theisen entwickeln und qualifizieren unter dem Projekttitel „InnoKomp“ ein neues elektrochemisches Verdichtersystem zur Steigerung der Effizienz bei Speicherung, Transport und Abgabe von Wasserstoff.

Wasserstoff effizient und kostengünstig zu komprimieren ist essentiell, um ihn als Energieträger in der Industrie beziehungsweise Kraftstoff für die Mobilität erfolgreich zu etablieren. Mit der innovativen elektrochemischen Kompression könnten die Kosten massiv gesenkt sowie ein hoher Wirkungsgrad und hohe Verfügbarkeit erreicht werden. Genau das untersuchen das ZBT und Anlagenbauer Theisen in dem gemeinsamen Projekt „InnoKomp“. Sie bauen ein robustes elektrochemisches Verdichtersystem auf Basis der elektrochemischen Kompressortechnologie von HyET Hydrogen auf und erproben es auf dem Testfeld des ZBT.

Grüner Wasserstoff ist einer der Schlüssel zu einer erfolgreichen Energiewende. Per Elektrolyse hergestellt, dient er als Energiespeicher erneuerbarer Energien, als Energieträger für die Industrie sowie als Kraftstoff für die Mobilität. Wichtig bei der Verteilung und Abgabe von Wasserstoff für die Industrie und insbesondere die Mobilität ist eine effiziente, zuverlässige und kostengünstige Kompression des Gases. Elektrolysewasserstoff und Wasserstoff aus umgestellten Erdgastransportleitungen werden zum Transport und zur Nutzung an Tankstellen auf Drücke von 200-500 bar gebracht.

Ein elektrochemischer Wasserstoffkompressor (englisch: Electrochemical hydrogen compressor, EHC) besteht aus einer elektrochemischen Zelle mit einer Anode einer PEM-Brennstoffzelle, einer Membranelektrodenanordnung (MEA) und einer Kathode eines PEM-Elektrolyseurs. Die Kompression erfolgt mittels isothermer Kompression (gegenüber adiabatischen mechanischen Kompressoren) und verspricht dadurch eine höhere Effizienz. Ohne bewegliche Teile werden auch geringere Wartungskosten und höhere Verfügbarkeiten sowie wesentlich geringere Lärmemissionen erwartet. Die Zell-Architektur der Stacks (vergleichbar einer Brennstoffzelle) ermöglicht – anders als bei konventionellen Kompressoren – eine einfache modulare Skalierung der Kompressorkapazität.

Im Rahmen dieses Projekts wird Theisen mit Unterstützung des ZBT ein containerbasiertes Verdichtersystem mit einer Förderleistung von 10 kg/d Wasserstoff und realisierbaren Ausgangsdrücken von bis zu 400 bar auf Basis des Hydrogen Compressor Stack (HCS) von HyET Hydrogen entwickeln, aufbauen und in Betrieb nehmen. Eine Zertifizierung des Systems wird erarbeitet.

Parallel wird eine Testumgebung auf dem Wasserstoff-Testfeld des ZBT aufgebaut, um anschließend das System über mehrere Monate einem umfangreichen Testprogramm zu unterziehen. Die Charakterisierung soll es ermöglichen, dieses neue Verdichtungsverfahren besser zu verstehen und es auch mit den bereits etablierten Technologien vergleichen zu können.

Förderkennzeichen: EFO-0153B
Kurztitel: InnoKomp
Laufzeit: 1. Januar 2023 – 31. Dezember 2024

Abteilung Wasserstoff-Infrastruktur

Meldung „Nordrhein-Westfalen fördert Energiewendeprojekte“

Bildersammlung

Herz der Anlage: der Stapel eines elektrochemischen Wasserstoffkompressors (Foto: HyET)

Testfeld des ZBT: Hier wird der Wasserstoff-Verdichter ausgiebig getestet.

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