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Neue Membranen für günstigere Elektrolyseure

Bis zu 95 Prozent weniger Iridium und Platin in Elektrolyseuren: Das verspricht eine neue Membran-Elektroden-Anordnung (MEA) des Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie (INP) in Greifswald. Dabei seien die Membranen PFAS-frei. Jetzt will ein eigens gegründetes Unternehmen die Technologie zur Marktreife bringen.

von | 17.07.24

Die neuartige Membran-Elektroden-Anordnung soll bis zu 95 % Iridium einsparen
© INP Greifswald
Membranen

Weniger Iridium und kein PFAS in PEM-Membranen: Diese Faktoren bewogen das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) dazu, die neuen Ausgründung elementarhy mit insgesamt 1,2 Millionen Euro zu fördern. Das INP steuert einen Anteil von zehn Prozent zu, wie das Institut in einer Pressemeldung angab. Die Förderung startete im April 2023 und läuft für zwei Jahre.

Plasmatechnologie sei der Schlüssel zur Lösung, erklärte Dr. Gustav Sievers, Geschäftsführer des Spin-offs. „Zusätzlich testen wir unsere MEA vor Auslieferung. Bisher können fehlerhafte MEA erst sehr arbeitsintensiv beim Zusammenbau erkannt werden. Ein weiterer großer Vorteil ist, dass wir bereits bei der Schlüsselkomponente, der Katalysatorschicht, ohne PFAS arbeiten. Durch die PFAS-freie Beschichtung unserer MEA sind die Systeme deutlich umweltfreundlicher.“

Sievers entwickelte das Verfahren gemeinsam mit einem internationalen Team von Forschenden am INP. Für die Herstellung der MEA nutzten sie demnach einen kombinierten Prozess aus Plasmatechnik und Elektrochemie, der auf einem patentierten Elektrokatalysator zur Beschichtung basiere. Dies senke nicht nur den Rohstoffbedarf, sondern steigere auch die Haltbarkeit.

Iridium und PFAS

Das Unternehmen gründeten die Wissenschaftler im Mai – damals erhielten sie auch den Gründungspreis der Leibniz-Gesellschaft. Mit einer kleinindustriellen Produktion konnte das Team bereits erste Aufträge verzeichnen und kundenspezifische MEA ausliefern. In weiteren Projekten mit nicht genannten Elektrolyseurherstellern und Wasserstoffproduzenten soll die Technologie nun skaliert werden.

PEM-Elektrolyseure nutzen Iridium für die Wasserstoffproduktion. Dabei handelt es sich um eines der seltensten chemischen Elemente. Entsprechend teuer ist das Edelmetall: Die Deutsche Rohstoffagentur erwartet angesichts einer massiv ansteigenden Nachfrage ein Versorgungsrisiko. Dass die Iridiumproduktion deutlich ansteige, sei eher unwahrscheinlich.

In marktüblichen Elektrolyseuren werden zudem PFAS-Chemikalien eingesetzt. Diese als „Ewigkeitschemikalien″ bezeichneten Stoffe reichern sich in der Natur und in Lebewesen an und gelten als großes Gesundheitsrisiko. Derzeit verhandelt die EU über weitreichende PFAS-Verbote, weshalb die Industrie nach Alternativen sucht.

(Quelle: INP Greifswald/2024)

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