Futuring H2 - Re-utilizing all resources

Übersicht zum Projekt

Eine der bevorzugten Möglichkeiten zur Speicherung elektrischer Energie aus erneuerbaren Ressourcen ist die Speicherung von Wasserstoff (H2). Seltene und teure Rohstoffe wie Platin, hochlegierte Stähle und faserverstärkte Kunststoffverbunde werden für die Herstellung von Elektrolyseuren und Brennstoffzellen benötigt, die derzeit auf dem Markt sind. Die Recyclingfähigkeit der Werkstoffe ist für eine Kreislaufwirtschaft und die künftige Realisierung belastbarer Wasserstoffkomponenten unerlässlich. Im Rahmen des Projekts soll Grundlagenforschung betrieben werden, um (1) kosteneffiziente Rohstoffe und Materialkombinationen mit einem hohen Grad an Recyclingfähigkeit zu identifizieren, (2) Strategien zur Herstellung robuster und langlebiger Komponenten zu entwickeln, (3) energieeffiziente Recyclingverfahren für die Komponenten mit vereinfachter Rohstoffrückgewinnung in Elektrolyseuren und Polymerelektrolytmembranen (PEM) zu entwickeln.

Arbeitsschwerpunkte

Die Professur für Gas- und Wärmetechnische Anlagen konzentriert sich auf die Entwicklung eines mikrowellenbasierten Erwärmungsprozesses zum Recycling von Komponenten und zur Rückgewinnung von Rohstoffen. Es muss eine Matrix erstellt werden, die die Materialzusammensetzung der im Elektrolyseur und in den Brennstoffzellen verwendeten Komponenten angibt. Später müssen in Zusammenarbeit mit allen Partnern die Eigenschaften der recycelten Produkte/ Komponenten für eine effiziente Wiederverwendung analysiert werden. Die Oberflächenbeschaffenheit der recycelten Bauteile wird mit einem Lichtmikroskop charakterisiert und die Grenzwerte für Verunreinigungen werden ermittelt. Ein bestehendes System zur Messung der dielektrischen Eigenschaften muss für die identifizierten Materialien aufgerüstet werden. Die dielektrische Messung wird bei verschiedenen Temperaturen durchgeführt, um die Temperaturabhängigkeit der Materialien zu analysieren. Schließlich wird auf der Grundlage der gemessenen Daten eine Korrelation zwischen den dielektrischen Eigenschaften und der Rezyklierbarkeit der identifizierten Materialien entwickelt. Auf der Grundlage dieser Korrelation werden Materialmodelle für die Mikrowellen-Recyclingprozesse erstellt.

Kernaussagen/-ergebnisse

Die Ergebnisse dieses Projektes ermöglichen es dem Freistaat Sachsen und den in Sachsen ansässigen Unternehmen, die wissenschaftlichen Grundlagen zu entwickeln, um innovative Elektrolyseure und PEM-Brennstoffzellen direkt vor Ort zu produzieren, geeignete Produktionseinheiten aufzubauen und Komponenten im industriellen Maßstab zu fertigen.