Wasserstoff in der Elektrolyse

Prozessbeschreibung

Wasserstoff kann mit Energie aus regenerativen Quellen in großen Mengen per Elektrolyse CO₂-frei hergestellt werden.

Bei der großtechnischen Erzeugung wird in einem Elektrolyseur gewöhnliches, demineralisiertes Wasser mittels elektrischen Stroms in Sauerstoff und Wasserstoff gespalten.

Kommerziell eingesetzte Wasser-Elektrolysesysteme für den industriellen Bedarf werden aktuell als alkalische Elektrolyse mit dem Elektrolyt Kaliumhydroxyd oder als Membranelektrolyse „Proton Exchange Membrane (PEM) Elektrolyse“ mit einer protonenleitenden Polymermembran ausgeführt. Bei der alkalischen Elektrolyse werden ebenso Armaturen zum Handling der wässrigen Elektrolytlösung eingesetzt.

Aktuell werden Elektrolyseanlagen weitestgehend bei Atmosphärendruck betrieben. Die Steigerung des Betriebsdruckes hat prinzipiell den Vorteil, da der bei hohem Druck produzierte Wasserstoff zu Speicherungszwecken weniger stark nachkomprimiert werden muss, woraus sich Energiesparpotentiale ergeben.

Anforderungen

• Alkalische Elektrolyse bei ca. 90°C und einem Betriebsdruck zwischen atmosphärisch und 120 bar (kommerziell bis ca. 30 bar).
• Membranelektrolyse bei ca. 90°C und einem Betriebsdruck von 350 bar.
• Hohe Anforderung an die Dichtheit - Gasdichtheit bei hohen Drücken.
• Sicherheit der Armatur.
• Hohe Anforderungen an drucktragende Materialien zur Vermeidung von wasserstoffinduzierter Spannungsrisskorrosion.
• Lange Standzeiten auch bei hohen Drücken.

Lösungen

Die Elektrolyseprozesse zur Wasserstofferzeugung einschließlich der Wasseraufbereitung, Kühlung, Wasserstoffreinigung und der Erzeugung von Reinstwasserstoff erfordern zuverlässige und sichere Armaturen von KLINGER Schöneberg.

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