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)

„Wer jetzt zweifelt, verhindert Milliarden-Investitionen“

Hamburg gilt als eine der vielversprechendsten Wasserstoff-Modellregionen Deutschlands, denn die Stadt vereint auf engem Raum die gesamte H₂-Wertschöpfungskette. Dabei entsteht keine Insellösung, sondern eine offene Infrastruktur, in die zunächst der Hamburger Green Hydrogen Hub und später potenziell auch über Terminals und das Kernnetz Wasserstoff einspeisen und so ein breites Ökosystem an Abnehmern versorgen kann. Jan Rispens, Geschäftsführer des Clusters Erneuerbare Energien Hamburg, erklärt im exklusiven Interview mit H2News, wie sein Netzwerk den Wasserstoffhochlauf in der Metropolregion aktiv mitgestaltet und warum der Rückgang des Hypes kein Rückschlag ist.

EU fördert H2-Infrastruktur: 600 Millionen Euro für grenzüberschreitende Energieprojekte

Die Europäische Kommission hat am 30. April einen neuen Förderaufruf für grenzüberschreitende Energieinfrastrukturprojekte gestartet. Über das Programm CEF (Connecting Europe Facility) stehen insgesamt 600 Millionen Euro für Studien und Bauarbeiten zur Verfügung. Der Aufruf richtet sich an Vorhaben der aktualisierten Liste der Projekte von gemeinsamem Interesse (PCI) und der Projekte von gegenseitigem Interesse (PMI). Diese umfasst unter anderem 100 Wasserstoffprojekte.

350 Millionen Euro Bundesmittel treiben Deutschlands größte eSAF-Anlage in Schwedt an

Bundeswirtschaftsministerin Katherina Reiche und Brandenburgs Ministerpräsident Dietmar Woidke haben den Förderbescheid für das Projekt „Brandenburg eSAF“ übergeben. Dabei soll in Schwedt die größte deutsche Produktionsanlage für elektrische nachhaltige Flugkraftstoffe (eSAF) entstehen. Die Anlage soll ab 2030 jährlich mehr als 30.000 Tonnen eSAF produzieren. Die Menge entspricht rund einem Viertel der deutschen eSAF-Beimischungspflichten. Bund und Land Brandenburg fördern das Projekt mit 350 Millionen Euro.