Der Iridium-Engpass beim grünen Wasserstoff
Grüner Wasserstoff, der durch Elektrolyse von Wasser mit erneuerbarem Strom erzeugt wird, gilt als entscheidend für die Dekarbonisierung von Industrieprozessen, die nicht leicht direkt mit Strom betrieben werden können – Stahlproduktion, Schifffahrt, Chemiesynthese und Langzeit-Energiespeicherung. Die Technologie funktioniert und wird skaliert, hat aber ein Materialproblem.
Proton-Austausch-Membran (PEM) Elektrolyseure, die Effizienz- und Dynamik-Vorteile gegenüber alkalischen Systemen bieten, benötigen Iridium als Katalysator für die Sauerstoffentwicklungsreaktion an der Anode. Iridium ist eines der seltensten Elemente der Erde, mit einer globalen jährlichen Produktion von etwa sieben bis acht Tonnen, hauptsächlich als Nebenprodukt des Platinabbaus in Südafrika. Wenn die globale Elektrolyseur-Industrie eine installierte Kapazität von Hunderten von Gigawatt erreichte, würde die Nachfrage nach Iridium das Angebot erheblich übersteigen.
Ionautics, ein in Schweden ansässiges Startup mit Wurzeln am Royal Institute of Technology (KTH) und dem RISE Research Institute of Sweden, hat mehr als fünf Jahre an einer Lösung gearbeitet: dampfabgelagerte poröse Iridiumschichten, die starke Katalysator-Leistung mit dramatisch kleineren Metallmengen als konventionelle PEM-Elektrodendesigns erreichen.
Fünf Jahre zum Beweis der Technologie
Der Ionautics-Ansatz verwendet hochenergetisches impulsives Magnetron-Sputtern, um nanostrukturierte Iridiumschichten mit sehr großer Oberfläche im Verhältnis zum abgelagerten Material zu erzeugen. Große Oberfläche ist das, was einen Katalysator wirksam macht – mehr Iridium-Atome sind für die elektrochemische Reaktion verfügbar, daher wird weniger Gesamtmaterial benötigt, um eine bestimmte Wasserstoffproduktionsmenge zu treiben.
Erweiterte Tests haben gezeigt, dass die Beschichtungen Benchmark-Leistung bei Ultra-Low-Iridium-Beladungen erreichen – weniger als 0,1 Milligramm pro Quadratzentimeter, verglichen mit konventionellen Beladungen von 0,3 bis 1,0 mg pro Quadratzentimeter oder mehr. Die Schwedische Energieagentur hat die Forschung finanziert, die jetzt zur Vorbereitung der Großproduktion fortgeschritten ist.
Mittlerweile: Europas größtes Grünwasserstoffwerk rückt voran
Parallel dazu unterzeichnete thyssenkrupp nucera einen Vertrag mit Moeve über 300 MW alkalische Wasserelektrolyse-Technologie für das Onuba-Projekt in Spanien, das als das größte Grünwasserstoffwerk in Südeuropa beschrieben wird. Der Vertrag umfasst 15 standardisierte 20 MW Elektrolyseur-Einheiten, was den modularen Montageansatz widerspiegelt, der schnellere Bereitstellung als kundenspezifisch konstruierte Anlagen ermöglicht. Südspaniens Solarressourcen positionieren die Anlage, um sowohl den iberischen Markt als auch mögliche Wasserstoffexporte nach Nordeuropa zu bedienen.
Ein zweiter thyssenkrupp nucera-Vertrag wurde gleichzeitig angekündigt: ein Front-End-Engineering-Design-Vertrag mit Juno Joule für eine 260 MW Elektrolyseur-Anlage in Indien, die auf Grünammoniakproduktion zielt, hauptsächlich für den Export nach Europa als Wasserstoffträger. Das Indien-Projekt zielt auf eine endgültige Investitionsentscheidung im Geschäftsjahr 2026-27 ab, was die entstehende Struktur des globalen Grünwasserstoff-Handels widerspiegelt, bei der die Produktion in Regionen mit reichlichen erneuerbaren Ressourcen aufgebaut wird und Produkte in Industrieländer verbraucht werden, denen ausreichende inländische Kapazitäten fehlen.
Dieser Artikel basiert auf Berichten von PV Magazine. Lesen Sie den Originalartikel.
