{"id":10663,"date":"2024-11-25T10:50:00","date_gmt":"2024-11-25T09:50:00","guid":{"rendered":"https:\/\/sw.fst.com\/magazine\/?p=10663"},"modified":"2024-11-27T20:53:54","modified_gmt":"2024-11-27T19:53:54","slug":"2k-als-koenigsdisziplin","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/sw.fst.com\/magazine\/de\/2024\/11\/2k-als-koenigsdisziplin\/","title":{"rendered":"2K als K\u00f6nigsdisziplin"},"content":{"rendered":"\n
Elektrolyse: Freudenberg Sealing \u00adTechnologies (FST) bietet den Kunden Dichtungsl\u00f6sungen f\u00fcr die drei f\u00fchrenden Technologien.<\/p>\n\n\n\n
Das nachhaltige Energiesystem der Zukunft klingt plakativ in drei S\u00e4tzen formuliert ganz einfach: Elektrolyseure spalten Wasser mit Hilfe von gr\u00fcnem Strom in Wasserstoff und Sauerstoff auf. Die im Wasserstoff gespeicherte Energie wird sp\u00e4ter in Brennstoffzellen in elektrische Energie zur\u00fcckverwandelt. Der dabei entstehende Strom treibt letztlich Fahrzeuge, Geb\u00e4udeheizungen, Stahlwerke oder Chemiefabriken an.<\/p>\n\n\n\n
In der Praxis steckt die Grundlage des Ganzen, also die gr\u00fcne Wasserstoffproduktion in Form der Wasserelektrolyse, noch in den Kinderschuhen. Doch sie w\u00e4chst. \u201eIch glaube sehr stark an gr\u00fcnen Wasserstoff als einen der Industriezweige der Zukunft\u201c, sagt Artur M\u00e4hne, Global Segment Manager \u00adHydrogen Technologies. FST schreibt er dabei eine wichtige Rolle als Entwicklungspartner der Elektrolyseurhersteller zu. Denn: Elektrolyseure ben\u00f6tigen \u00e4hnlich einer Brennstoffzelle in Stacks und Zellen hunderte Dichtungen. FST verf\u00fcgt \u00fcber das Material-, Fertigungs- und Prozess-Know-how, um diese Dichtungen anwendungsspezifisch zu entwickeln und sie in kleinen und gro\u00dfen St\u00fcckzahlen zu fertigen.<\/p>\n\n\n\nDer Metallrahmen f\u00fcr den Elektrolyseur wird mit einer Elastomerdichtung umspritzt.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
AEL, PEM oder AEM?<\/h2>\n\n\n\n
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Aktuell etablieren sich unterschiedliche Elektrolysetechnologien parallel zueinander. \u201eBei FST legen wir unseren Fokus haupts\u00e4chlich auf die PEM- und AEM-Technologie. Hier besitzen wir ein tiefes Applikationsverst\u00e4ndnis, sind materialseitig stark aufgestellt und verf\u00fcgen \u00fcber einen sehr guten Marktzugang. Beim dritten f\u00fcr uns relevanten Verfahren, der Alkalischen Elektrolyse (AEL), besch\u00e4ftigen wir uns intensiv mit der chemischen Best\u00e4ndigkeit des Dichtungsmaterials gegen die als Elektrolyt eingesetzte alkalische L\u00f6sung\u201c, \u00aderkl\u00e4rt M\u00e4hne.<\/p>\n\n\n\n
Artur M\u00e4hne ist Global Segment Manager Hydrogen Technologies bei Freudenberg \u00adSealing Technologies.<\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n
Die verschiedenen Verfahren verf\u00fcgen jeweils \u00fcber unterschiedliche St\u00e4rken und eignen sich f\u00fcr unterschiedliche Einsatz\u00adzwecke (siehe unten). \u201eWir gehen davon aus, dass in den n\u00e4chsten Jahrzehnten alle drei Technologien f\u00fcr uns relevant sein \u00adwerden\u201c, sch\u00e4tzt der FST-Experte ein.<\/p>\n\n\n\n
Zu den K\u00f6nigsdisziplinen z\u00e4hlt, den Kunden Dichtungen nicht lose zu liefern, sondern als sogenannte 2K-Anwendung. Das hei\u00dft: FST integriert die Dichtung zum Beispiel direkt in eine Bipolarplatte beziehungsweise in einen thermoplatischen oder metallischen Rahmen, der die Platte umschlie\u00dft. Diese 2-Komponenten-Integration bietet den Kunden Mehrwerte. Unter anderem erleichtert sie ihnen die Montage. Und sie schafft eine hohe Prozesssicherheit beim Vermeiden von Leckagen.<\/p>\n\n\n\n
Dazu kann die Dichtung entweder direkt auf den Tr\u00e4ger aufgespritzt werden, Fachbegriff Overmolding. Oder Dichtung und Tr\u00e4ger werden mechanisch verzahnt. \u201eWir haben gro\u00dfes Know-how in solchen Bonding-Prozessen, also der stabilen Verbindung von Elastomer mit Metall oder Kunststoff. F\u00fcr Elek\u00adtrolyseure verfolgen wir derzeit verschiedene clevere Ans\u00e4tze\u201c, sagt M\u00e4hne.<\/p>\n\n\n\n
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Viele Wege f\u00fchren zum Ziel<\/h2>\n\n\n\n
Bei der gr\u00fcnen Elektrolyse von Wasser kristallisieren sich drei von vier verschiedenen Verfahren f\u00fcr Freudenberg Sealing Technologies (FST) als erfolgversprechend heraus. Ihre Vor- und Nachteile:<\/p>\n\n\n\n
Alkalische Elektrolyseure sind weltweit bereits in industriellem Ma\u00dfstab im Einsatz und am besten erprobt. Sie arbeiten mit vergleichsweise g\u00fcnstigen Materialien und zeichnen sich durch eine hohe Langzeitstabilit\u00e4t aus. Sie bieten sich vorzugsweise f\u00fcr die gro\u00dftechnische station\u00e4re Wasserstoffherstellung mit konstanter Stromzufuhr an.<\/p>\n\n\n\n<\/figure>\n\n\n\n
Die Effizienz der AEL-Elektrolyseure ist \u00adlimitiert. Sie erfordern zudem einen stetigen konstanten Betrieb \u2013 dies macht sie f\u00fcr die naturgem\u00e4\u00df schwankende Energiezufuhr aus Wind- und Solarkraftwerken weniger geeignet. Als Elektrolyt nutzen AEL-Elektrolyseure eine f\u00fcr die Sicherheits- und Dichtungstechnik herausfordernde \u00ad\u00e4tzende alkalische Kaliumhydroxid-L\u00f6sung oder Natriumhydroxid. AEL-Elektrolyseure arbeiten mit begrenztem Druck, sodass der produzierte Wasserstoff anschlie\u00dfend f\u00fcr Speicherung und Transport unter hohem Energieaufwand stark komprimiert werden muss. Schlie\u00dflich haben sie einen gro\u00dfen Platzbedarf und ein hohes Gewicht, was sie eher f\u00fcr Industrieanwendungen pr\u00e4destiniert.<\/p>\n\n\n\n
In PEM-Elektrolyseuren kommt statt eines fl\u00fcssigen Elektrolyts eine gasdichte \u201eProton Exchange Membrane\u201c, kurz PEM, zum Einsatz. Die kompakten \u00adPEM-Elektrolyseure punkten mit ihrer hohen Effizienz und zeichnen sich durch einen hohen Wirkungsgrad aus. Dar\u00fcber hinaus passen sie sich schnell und flexibel an gr\u00f6\u00dfere Lastschwankungen an, wie sie bei erneuer\u00adbaren Energiequellen vorherrschen.<\/p>\n\n\n\n<\/figure>\n\n\n\n
Das Verfahren erfordert den Einsatz kostspieliger Edelmetalle wie Platin oder \u00adIridium an den Elektroden. Die PEM-Elektrolyse ist vergleichsweise neu, besitzt demnach noch viel Potenzial f\u00fcr technische Weiterentwicklungen, die zum Beispiel bei ihrer Resistenz gegen Verunreinigungen und ihrer Lebensdauer auch n\u00f6tig sind.<\/p>\n\n\n\n
Das \u201eAnion-Exchange-Membran\u201c (AEM)-Verfahren kombiniert die Kostenvorteile der alkalischen Elektrolyse mit der verfahrenstechnischen Flexibilit\u00e4t und Effizienz der PEM-Elektrolyse. Da der Betrieb unter leicht alkalischen Bedingungen stattfindet, k\u00f6nnen g\u00fcnstige, edelmetallfreie Katalysatoren f\u00fcr die Elektroden verwendet werden. Die kleinen modularen Anlagen lassen sich flexibel an steigende \u00adBedarfe anpassen. Das deutsch-italienische Un\u00adternehmen Enapter, mit dem FST in der Entwicklung zukunfts\u00adf\u00e4higer L\u00f6sungen eng zusammenarbeitet, ist Vorreiter bei dieser Technologie.<\/p>\n\n\n\n<\/figure>\n\n\n\n
Der Technologieentwicklungsgrad ist noch vergleichsweise gering, die Lang\u00adlebigkeit der eingesetzten Membran noch ausbauf\u00e4hig. AEM-Elektrolyseure eignen sich vorzugsweise f\u00fcr den Einsatz im Privaten sowie f\u00fcr mittelst\u00e4ndische und gewerbliche Anwendungen, weniger f\u00fcr die Gro\u00dfbedarfe eines Industrieunternehmens.<\/p>\n<\/div><\/div>\n
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