Wasserstoff – Schlüsselelement der Energiewende
Ob zur emissionsfreien Stromerzeugung, als umweltfreundlicher Antrieb für Nutzfahrzeuge oder Flugzeuge oder als Brennstoff in der Industrie: an Wasserstoff führt in Zukunft kein Weg vorbei.
Wasserstoff erzeugen – Elektrolyse
Mit Hilfe von Strom wird Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Stammt der Strom aus erneuerbaren Quellen, stellt der entstandene „grüne“ Wasserstoff einen CO2-freien Energieträger dar.
Wasserstoff wird in sogenannten Elektrolyseuren hergestellt. Je nach Verfahren kommen verschiedene Elektrolyte bei unterschiedlichen Temperaturen zum Einsatz. Unabhängig vom Verfahren ist für einen reibungslosen und effizienten Betrieb eine gute Abdichtung der wesentlichen Systemkomponenten erforderlich: den Ableitungen von Wasserstoff- und Sauerstoff und den einzelnen Elektrolysezellen, die im Inneren des Elektrolyseurs im Stack-Aufbau hintereinander geschaltet sind. Auch Tankanlagen, Förderleitungen und Armaturen erfordern „wasserstofftaugliche“ und zuverlässige Dichtungsmaterialien.
Die Brennstoffzelle – Stromerzeugung aus Wasserstoff
Aus Wasserstoff und Sauerstoff entstehen in einer Brennstoffzelle elektrische Energie und Wärme – und als „Abfallprodukt“ nichts als Wasser.
Eine einzelne Brennstoffzelle besteht aus zwei Elektroden (Anode und Kathode) und den sogenannten Bipolarplatten zur Verteilung der Brennstoffe Wasserstoff und Sauerstoff und zum Abtransport des Stroms. Hinzu kommt ein spezifischer Elektrolyt. Da eine einzelne Brennstoffzelle nur wenig Strom erzeugt, werden in der Praxis sehr viele von diesen Zellen zu einem „Stack“ hintereinandergeschaltet
Materialkompetenz: Dichtwerkstoffe im Inneren der Zelle
Je weniger Gase entweichen, desto besser ist der Wirkungsgrad der Brennstoffzelle. Deshalb ist eine gute Abdichtung entscheidend. Frenzelit bringt Material- und Fertigungs-Know-How aus zahlreichen Projekten ein und bietet Dichtungen, die genau die Eigenschaften aufweisen, die an den jeweiligen Stellen gefragt sind.
Nummern in der Grafik: 1, 4:
Abdichtung für die Zuleitungen der Gase Wasserstoff und Sauerstoff – beides sind brennbare und potenziell explosive Gase, anspruchsvoll im Handling. Die richtige Dichtung gewährleistet hier die erforderliche Sicherheit.
Nummern in der Grafik: 2, 3:
Dichtungen zwischen den Stacks verhindern ein Austreten der Brenngase und des Elektrolyten, schirmen die Bipolarplatten gegeneinander ab und verhindern so einen Kurzschluss.
Mehr zu Dichtwerkstoffen für die Brennstoffzelle finden sie in unserer Case-Study
Innovation für die Gasdiffusionsschicht
Für den optimalen Transport der Reaktionsgase H2 und O2 zu den Elektroden und die effiziente Ableitung der Reaktionsprodukte Strom und Wasser ist die Gasdiffusionsschicht (GDL, Gasdiffusionslage oder Gas Diffusion Layer) die entscheidende Komponente. Das innovative Carbonfaservlies hicoTEC® NE von Frenzelit ist für diese Aufgabe perfekt geeignet.
Power-to-X
Die Umwandlung der Überschüsse bei grünem Strom hat nicht immer nur die Speicherung und Nutzung von „Wasserstoff pur“ zum Ziel. In verschiedenen Power-to-X-Szenarien wird der Wasserstoff als Ausgangsstoff zur Herstellung anderer chemischer Energieträger genutzt. Durch unterschiedliche Prozesse können so beispielsweise Methan, E-Fuels (strombasierte, synthetische Diesel- und Ottokraftstoffe und Kerosin für Flugzeuge) oder Ammoniak als wichtiger Grundstoff für die chemische Industrie erzeugt werden.
Bewährter Partner für chemische Prozessanlagen
Erzeugung und Verteilung der Rohstoffe soll in den jeweiligen Anlagen möglichst effizient und verlustfrei erfolgen. Wichtige Grundvoraussetzung dabei: die richtige Abdichtung und Isolation von Armaturen, Förderleitungen und Tankanlagen. Frenzelit bietet hier optimal geeignete Produkte, die auf unserem jahrzehntelangen Branchen-Know-How basieren.
Verteilung von Wasserstoff
Der Transport von Wasserstoff über weitere Distanzen kann über das bestehende Gasnetz erfolgen. Das Medium stellt dabei Dichtungen in Rohrsysteme, Tanks und Armaturen vor große Herausforderungen. Denn es handelt sich um ein extrem brennbares und potenziell explosives Gas, sicherheitstechnische Aspekte spielen eine große Rolle.
Die besonderen Dichtheitsanforderungen für Wasserstoff gelten genauso beim Transport von Wasserstoff-Behältern auf Schiene oder Straße oder mit dem Schiff.
Da bisher kaum offizielle Normen für Dichtungsmaterialien in Wasserstoffanwendungen existieren, führt Frenzelit eigene Prüfungen für einen Dichtigkeitsnachweis durch. Auf die wasserstofftauglichen Frenzelit-Produkte ist Verlass. Man erkennt sie an unserem Prüfsiegel.
Erneuerbare Energien
E-Mobilität
