Im Rahmen des SINEWAVE Teilprojekts aus dem Wasserstoff Leitprojekt H2Giga befassen sich seit Ende 2021 zwei neue APT Doktoranden mit der Wasserstoffproduktion durch PEM-Elektrolyse und deren Hochskalierung.
Dabei wird die stoffliche und thermische Prozessintegration von mit Elektrolyseprozessen erzeugtem grünem Wasserstoff in chemische Produktionsprozesse wie Ammoniak oder Methanol untersucht werden.
Die Einbindung eines Elektrolyseurs in einen Nachfolgeprozess wirkt auf den ersten Blick trivial. Elektrolyseure sind dafür ausgelegt, hochreine Wasserstoffströme zu liefern, die im Zwischenschritt lediglich komprimiert werden müssen. Allerdings haben mit erneuerbarem Strom betriebene Elektrolyseure einen entscheidenden Unterschied zu herkömmlichen Wasserstoffquellen: Sie arbeiten nicht stationär, sondern stellen einen sich der Verfügbarkeit des Stroms aus regenerativen Quellen anpassenden Wasserstoffstrom bereit. Die Herausforderung liegt also in der optimalen Nutzung dieses fluktuierenden Wasserstoffstroms durch eine transiente Fahrweise des Nachfolgeprozesses und die Nutzung von Zwischenspeichern.
Zudem werden Möglichkeiten zur Additive Fertigung von Komponenten der Peripherie untersucht. Hierbei steht die Erforschung der wirtschaftlichen Nutzung von additiv gefertigten Komponenten bei der Serienfertigung von Elektrolyseuren im Fokus. Die additive Fertigung erlaubt komplexe Strukturen, welche als Einbauten in Apparaten einen entscheidenden Effizienzgewinn liefern können. Ziel ist dabei die Kosten für grünen Wasserstoff weiter zu senken.