Protokolle für beschleunigte Belastungstests für Niedertemperatur-Elektrolyseure

Das Joint Research Centre (JRC) der Europäischen Union hat 2024 ein standardisiertes Protokoll für beschleunigte Stresstests (AST) an Niedertemperatur-Wasserelektrolyseuren entwickelt. Ziel ist es, die Leistungsdegradation von Elektrolyse-Stacks unter verschiedenen Betriebsbedingungen zu bewerten und so deren Langlebigkeit und Effizienz zu optimieren. Das Dokument beschreibt Testmethoden für alkalische Elektrolyseure (AWE), anionenaustauschbasierte Elektrolyseure (AEMWE) und Protonenaustausch-Membranelektrolyseure (PEMWE).

Beispiele aus dem Dokument:

• Simulation realer Betriebsbedingungen: Die AST-Protokolle variieren Spannung, Temperatur und Stromdichte, um unterschiedliche Lastszenarien nachzubilden.
• Integration erneuerbarer Energien: Besonders Photovoltaik und Windkraft beeinflussen die Elektrolyse durch fluktuierende Stromquellen, was in den Tests berücksichtigt wird.
• Messung der Wasserstoffqualität: Die Einhaltung von ISO-Normen stellt sicher, dass der produzierte Wasserstoff eine gleichbleibende Reinheit aufweist.
• Materialermüdung in Membranen und Katalysatoren: Langzeitbelastungen werden analysiert, um Strategien zur Leistungssteigerung und zur Materialoptimierung zu entwickeln.

Durch die Standardisierung dieser Tests erhalten Forschungseinrichtungen und Unternehmen eine verlässliche Grundlage für Vergleiche und Innovationen, wodurch Kosten gesenkt und technische Fortschritte beschleunigt werden.

Nutzen der elektrochemischen Impedanzspektroskopie (EIS)

Das Dokument hebt hervor, dass die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) ein unverzichtbares Instrument zur Analyse der elektrochemischen Eigenschaften von Elektrolysezellen ist.

Hauptvorteile der EIS:

• Früherkennung von Degradationsmechanismen: Widerstandsänderungen zeigen Materialermüdung oder Leistungsabfall an.
• Optimierung der Betriebsparameter: Durch Frequenzanalysen lassen sich Leistungsverluste reduzieren und die Effizienz steigern.
• Vergleich verschiedener Zellkomponenten: EIS ermöglicht eine detaillierte Untersuchung von Membranen, Elektroden und Bipolarplatten, um bessere Materialien zu entwickeln.

Dank der EU-Standardisierung können EIS-Messungen nun gezielter zur Weiterentwicklung von Wasserstofftechnologien eingesetzt werden.

Quelle: Joint Research Centre (JRC)
Dateityp: PDF
Veröffentlichung: 2024
Sprache: englisch
Seiten: 83