Elektrolyseur
Elektrochemisches Gerät, das Wasser mit elektrischem Strom in Wasserstoff und Sauerstoff spaltet; die Kerntechnik der grünen Wasserstofferzeugung.
Ein Elektrolyseur-Stack besteht aus Zellen mit jeweils Anode, Kathode und Elektrolyt oder Membran. Die thermoneutrale Zellspannung beträgt 1,48 V; kommerzielle Zellen arbeiten mit 1,7–2,2 V, der Überschuss geht als Wärme verloren.
Vier Technologien konkurrieren:
- Alkalisch (AEL): KOH-Elektrolyt, Nickelelektroden; ausgereift und am billigsten (vor allem chinesische Anlagen), 50–55 kWh/kg auf Systemebene, regelt langsamer.
- PEM: Protonenaustauschmembran mit Platin- und Iridiumkatalysatoren; kompakt, reagiert schnell auf schwankende Leistung, 52–58 kWh/kg auf Systemebene; knappes Iridium ist ein Engpass.
- Festoxid (SOEC): arbeitet bei 700–850°C und senkt mit Wärme den Strombedarf auf etwa 38–42 kWh/kg; eignet sich für Standorte mit Abwärme oder Dampf aus Kernkraftwerken; bisher geringere Haltbarkeit.
- AEM: Anionenaustauschmembran; frühe Marktphase, soll die Materialien der alkalischen Elektrolyse mit PEM-ähnlicher Leistung verbinden.
Stacks verlieren pro Jahr etwa 0,5–1,5 % an Wirkungsgrad und müssen nach 60.000–90.000 Betriebsstunden ersetzt werden. Außerhalb Chinas kosteten installierte Systeme 2024 etwa 1.700–2.500 USD/kW, einschließlich Nebenanlagen, Verdichtung und Wasseraufbereitung. China hielt mehr als die Hälfte der weltweiten Fertigungskapazität und der installierten Elektrolyseleistung. Siehe grüner Wasserstoff.
Verwandte Begriffe
Alle Begriffe →- Grüner Wasserstoff
Wasserstoff, der in einem mit Ökostrom betriebenen Elektrolyseur aus Wasser gewonnen wird, praktisch ohne direkte CO2-Emissionen.
- Brennstoffzelle
Elektrochemischer Wandler, der die chemische Energie von Wasserstoff oder einem anderen Brennstoff ohne Verbrennung direkt in Strom und Wärme umwandelt.
- E-Fuels (Power-to-X)
Synthetische Kraftstoffe aus elektrolytisch erzeugtem Wasserstoff, teils kombiniert mit abgeschiedenem CO2 oder Stickstoff, etwa E-Methan, E-Methanol, E-Kerosin und E-Ammoniak.
- Kapazitätsfaktor
Verhältnis der Energie, die ein Kraftwerk in einem Zeitraum tatsächlich erzeugt, zur Energie, die es bei durchgehendem Betrieb mit voller Nennleistung erzeugt hätte.
- Abregelung (Curtailment)
Gezielte Drosselung der Leistung eines Erzeugers, meist Wind oder Solar, unter das mögliche Maß, weil Netz, Markt oder Systemsicherheit es erfordern.