Ausbau der Wasserstofftechnologie-Infrastruktur am Standort Dresden des Fraunhofer IFAM

FuE-Projektförderung der Sächsischen Aufbaubank

Ziel dieser Maßnahme ist die Erweiterung der Kernkompetenz »Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie« des Fraunhofer IFAM, Institutsteil Dresden, durch Geräteinvestitionen für die Bereiche „Wasserstoffherstellung“, „Werkstofftechnologie für Komponenten der Wasserstoff-erzeugung und Brennstoffzellentechnologie“ sowie „Werkstoffcharakterisierung unter Wasserstoffeinfluss“. Diese Kernkompetenz des Fraunhofer IFAM umfasst das Verständnis von Komponenten und Systemen von Brennstoffzellen, Wasserstoffspeichern und Elektrolyseuren, ausgehend vom Werkstoff, über Formgebung, Prozesssicherheit bis zu spezifischen Anforderungen von Komponenten unter Realbedingungen. Für die Umsetzung dieser Ansprüche in die industrielle Fertigung soll die vorhandene Technologieausstattung mit hoch innovativen Anlagen sowie Geräten zur Werkstoffcharakterisierung ergänzt werden, um den rasch steigenden technologischen Herausforderungen, insbesondere in den Sektoren Energietechnik und CO2-freie Mobilität, gewachsen zu sein.

Mit der Förderung dieses Vorhabens werden die Strukturen und Kompetenzen in der sächsischen Forschungslandschaft gestärkt, innovative und umweltschonende Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Technologien für Industrie und Gesellschaft entwickeln zu können. Das Fraunhofer IFAM will mit den geplanten Investitionen die klassische Werkstoffpalette, die heute im Bereich der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie verfügbar ist, um neue Verfahren der Werkstoffverarbeitung und innovative Verfahren der Wasserstoffherstellung erweitern. Damit wird die Herstellung von umweltschonenden, langlebigen und energieeffizienten Komponenten ermöglicht.

Weiterhin zielt das Vorhaben auf die Weiterentwicklung der notwendigen Prozessschritte zur Prüfung, Herstellung und Charakterisierung der Werkstoffe. Die geplanten Technologien betreffen u.a. die Entwicklung der Meerwasserelektrolyse als einer effizienten Offshore-Technologie zur Wasserstofferzeugung und die Methan-Pyrolyse zur Erzeugung von grünem und türkisem Wasserstoff ohne direkte klimaschädliche CO2-Emissionen. Die effiziente Herstellung von Brennstoffzellen- und Elektrolyseurkomponenten aus neuartigen Werkstoffen in innovativen Geome-trien wird mit dem dreidimensionalen Siebdruck verfolgt. Für die Charakterisierung der speziell geforderten funktionellen Eigenschaften unter realitätsnahen Einsatzbedingungen, die in-situ gemessen werden müssen, um lange Lebensdauern bei gleichzeitig hoher Effizienz zu erreichen, dient die Röntgendiffraktometrie und die Thermoanalyse unter definierter H2-Atmosphäre.

Ein übergeordnetes Ziel des Vorhabens ist die allgemeine Verbesserung der Umweltbedingungen: Das Vorhaben adressiert einen Technologiebereich der Speicherung erneuerbarer Energien in Form des chemischen Energieträgers Wasserstoff. Damit leistet das Projekt einen wichtigen Beitrag zum ressourcenschonenden Umgang mit Energie und fördert die Minderung von klimaschädlichen CO2-Emissionen. Ein Beispiel dafür ist, dass neuartige, am Fraunhofer IFAM entwickelte Elektroden für die Meerwasserelektrolyse zur Herstellung von grünem Wasserstoff oder Metallhydrid-Werkstoffe für die effiziente und kompakte H2-Speicherung. Mit solchen Werkstoffinnovationen kann die Gesamteffizienz des H2-basierten Energiekreislaufes gesteigert werden, was uns dem Ziel einer CO2-emissionsarmen Energie- und Kraftstoffversorgung näherbringt.