90 % Rückgewinnung: Forscher recyceln Katalysatoren für die Elektrolyse

Trenntechniken für Katalysator-Recycling

Die Herausforderung bei der Rückgewinnung liege in der geringen Größe der Katalysatorpartikel, die etwa einem Hundertstel eines menschlichen Haares entsprechen. Das Forscherteam setzte daher auf zwei komplementäre Verfahren: die Flüssig-Flüssig-Partikelextraktion und die Agglomerations-Flotation.

„Wir beschäftigen uns mit dem Recycling von PEM- und Hochtemperatur-Elektrolyseuren, da diese leicht demontierbar sind“, erklärt Sohyun Ahn, Doktorandin am HIF. „Für die Rückgewinnung der Funktionsmaterialien setzen wir Feinstpartikel-Trenntechniken ein.“

Foto: Querschnittsbild einer katalysatorbeschichteten Membran (Iridiumoxid oben, Platin auf Kohlenstoff unten) in einem Protonen-Austausch-Membran-Wasserelektrolyseur (© Copyright: Sohyun Ahn)

Bei der Flüssig-Flüssig-Partikelextraktion kommt ein nachhaltiges Lösungsmittel-Wasser-Kreislaufsystem zum Einsatz, das die Trennung hydrophober Kathoden- und hydrophiler Anodenkatalysatoren ermöglicht. Die Agglomerations-Flotation nutzt hingegen einen hydrophoben Binder auf Basis einer speziellen Emulsionstechnologie, der selektiv hydrophobe Ultrafeinpartikel agglomeriert und anschließend durch Anhaftung an Gasblasen die Trennung ermöglicht.

„Mit beiden Verfahren konnten wir bis zu 90 Prozent der kritischen Funktionsmaterialien zurückgewinnen und wieder in den Wertstoffkreislauf bringen. Ein wesentlicher Schritt, um die Wasserstoffelektrolyse wirtschaftlich und nachhaltig zu betreiben“, fasst Ahn die Ergebnisse zusammen.

Kontinuität der Recyclingforschung in Freiberg

Bereits 2023 hatte ein Forscherteam der TU Bergakademie Freiberg im Rahmen des EU-geförderten Projekts „Recycalyse“ ein hydrometallurgisches Verfahren zur Rückgewinnung von Ruthenium und anderen Edelmetallen patentiert. Die enge Kooperation zwischen dem 2011 gegründeten Helmholtz-Institut und der TU Bergakademie Freiberg ermöglicht dabei einen kontinuierlichen Wissenstransfer.

„ReNaRe“ (Recycling – Nachhaltige Ressourcennutzung) ist Teil des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Leitprojekts H2Giga, das die serienmäßige Herstellung von Wasserstoff-Elektrolyseuren zum Ziel hat. ReNaRe setzt dabei am Lebensende der Elektrolyseure an, um die verwendeten Katalysatormaterialien wieder in den Wertstoffkreislauf zu bringen.

Aktuell arbeiten die Forscher nach eigenen Angaben an der Entwicklung eines Prozessschemas für die Skalierung des Recyclingverfahrens auf technischen Maßstab. Parallel werden Lebenszyklusanalysen und technoökonomische Bewertungen durchgeführt, um die Nachhaltigkeits- und Wirtschaftlichkeitsaspekte des entwickelten Verfahrens quantitativ zu erfassen.

Schematische Darstellung der Trennmethoden (Bild: Ahn, Sohyun)

(Quelle: Helmholtz-Institut Freiberg/2025)

H2-Betankung ohne Vereisung: Technische Lösungen für störungsfreie Abläufe

Aufgrund von Vereisung können während der Wasserstoffbetankung Probleme hinsichtlich Sicherheit und Funktion des Betankungssystems auftreten. Die Carl Kurt Walther GmbH & Co. KG (Walther-Präzision) erläutert im Fachbeitrag, wie die Eisbildung bei H₂-Betankungen vermieden werden kann – dabei spielt unter anderem die thermische Isolation eine Rolle.

H2-Lkw-Initiative: Scania, Hyundai und Hyliko ersetzen Iveco und Shell

Das EU-geförderte Projekt H2Accelerate Trucks hat drei neue Partner gewonnen. Scania Pilot Partner, Hyundai Hydrogen Mobility Germany und Hyliko steigen ein, nachdem die Gründungsmitglieder die Iveco Group und Shell ausgestiegen sind. Die Initiative gilt als eines der größten europäischen Vorhaben für emissionsfreien Schwerlastverkehr mit Wasserstoff und Brennstoffzellen. Bis 2026 sollen 125 Wasserstoff-Lkw in sechs europäischen Ländern eingesetzt werden.

Wasserstofftankstelle für Busse in Deutschland geplant

Die Cavendish Hydrogen A/S (Cavendish Hydrogen) plant die Umsetzung einer Wasserstofftankstelle im Westen Deutschlands. Das Unternehmen will dabei mit Everfuel A/S (Everfuel) zusammenarbeiten. Die Tankstelle soll in den Jahren 2026 und 2027 errichtet werden und ist für Wasserstoffbusse vorgesehen. Das Vorhaben findet im Rahmen eines Engineering, Procurement and Construction (EPC)-Vertrags statt.