EU-harmonisierte Protokolle für die Hochtemperatur-Dampfelektrolyse (SOEC)
Das Joint Research Centre (JRC) der Europäischen Union hat 2023 ein harmonisiertes Testprotokoll für die Hochtemperatur-Dampfelektrolyse (HTE) entwickelt. Ziel ist die Bewertung der Leistung und Haltbarkeit von Elektrolyse-Stacks auf Basis von Festoxidzellen (SOEC) sowie die Sicherstellung der Zuverlässigkeit kompletter Elektrolysesysteme (HTSEL). Der Fokus liegt auf der Produktion von Wasserstoff mithilfe von Hochtemperaturelektrolyse (HTEL), die sowohl erneuerbare Energiequellen als auch industrielle Abwärme nutzt.
Das Dokument beschreibt standardisierte Testverfahren zur Leistungsbewertung von Festoxid- (SOEL) und protonenleitenden Keramik-Dampfelektrolyseuren (PCCEL). Neben der Analyse der Systemstabilität umfasst es Methoden zur Bewertung des Wasserstoff-Flussratenmanagements und der Materialbeständigkeit.
Beispiele aus dem Dokument:
- Dauerbelastungstests: Ein Test untersucht, ob HTE-Stacks über 1.000 Stunden hinweg unter konstantem Betrieb ihre Leistungsfähigkeit erhalten.
- Variable Betriebsprofile: Ein weiterer Test simuliert fluktuierende erneuerbare Energiequellen, indem er schwankende Leistungsanforderungen nachbildet.
Diese standardisierten Tests helfen dabei, den technischen Fortschritt objektiv zu bewerten, Forschungs- und Entwicklungsziele zu definieren und die Technologiewahl für industrielle Anwendungen zu verbessern.
Nutzen der elektrochemischen Impedanzspektroskopie (EIS)
Die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) ist ein entscheidendes Werkzeug zur Analyse der elektrochemischen Eigenschaften von Hochtemperatur-Elektrolysezellen. Sie ermöglicht die Identifikation von Widerstandsveränderungen und Degradationsmechanismen, die durch Langzeitbelastung oder Betriebsfluktuationen entstehen.
Hauptvorteile der EIS:
- Früherkennung von Leistungsabfällen:Widerstandsänderungen von Zellgruppen weisen auf Materialermüdung und Degradation hin, sodass frühzeitig Gegenmaßnahmen ergriffen werden können.
- Optimierung der Betriebsparameter: Präzise Analysen helfen, Leistungsverluste zu minimieren und die Effizienz zu steigern.
- Vergleich von Zellkomponenten: EIS ermöglicht eine detaillierte Untersuchung von Elektroden, Katalysatoren und Verbinden, um bessere Materialien zu entwickeln.
Durch die EU-Standardisierung der EIS-Messungen können Forschungseinrichtungen und Unternehmen nun auf vergleichbare und belastbare Daten zurückgreifen, um die Weiterentwicklung der Wasserstofftechnologie gezielt voranzutreiben
Quelle: Joint Research Centre (JRC)
Dateityp: PDF
Veröffentlichung: 2023
Sprache: englisch
Seiten: 68
