»Die Prozesse der Herstellung von Wasserstoff und die Komprimierung, der Transport und die Rückverwandlung in Strom oder mechanische Energie sind noch viel zu ineffizient«, erklärt Dr. Alexander Olowinsky, Abteilungsleiter Fügen und Trennen am Fraunhofer ILT und Organisator des LKH2.
Das Erhöhen der Effizienz von Wasserstoffprozessen ist eines der Topthemen des LKH2, das sich als roter Faden durch alle Vorträge zieht. Die Themenvielfalt der knapp 20 Vorträge zeigt die Bandbreite der hocheffizienten Laserverfahren für die gesamte Prozesskette der Wasserstoff-Herstellung. Für besonderes Interesse sorgt bei den Teilnehmenden sicherlich der Vortrag von Robert McConville, Principal Manufacturing Engineer der Hysata Pty Ltd aus Unanderra, Australien, in der Nähe von Sydney. Das Unternehmen will nach eigenen Angaben künftig den weltweit kostengünstigsten grünen Wasserstoff liefern.
Die Chancen stehen gut, denn ein Spin-off der University of Wollongong hat eine Kapillarelektrolyse entwickelt, bei der kleine Kapillaren das Wasser gleichmäßig verteilen. Dieser Elektrolyseur erreicht einen beachtlich hohen Systemwirkungsgrad von 95 Prozent (41,5 kWh/kg). Der alkalische Elektrolyseur benötigt wesentlich weniger Energie, um ein Kilogramm Wasserstoff zu erzeugen – im Vergleich zu den besten, derzeit erhältlichen kommerziellen Wasserelektrolyseuren. Der in der Praxis nachgewiesene Wirkungsgrad des Hysata-Elektrolyseurs liegt über dem Effizienzziel (42 kWh/kg) der Internationalen Agentur für erneuerbare Energien (IRENA) für das Jahr 2050.
Know-how aus Deutschland und Australien bündeln
Nun steht der Einstieg in die effiziente Großserienproduktion im Rahmen der Förderinitiative »German-Australian Hydrogen Innovation and Technology Incubator (HyGATE)« an. Australien und Deutschland bauen seit Juni 2023 die weltweit erste Lieferkette für nachhaltigen Wasserstoff auf. Der leitende HySata-Ingenieur McConville wird in Aachen auch die Rolle von deutscher Produktionstechnik beim Einstieg in die effiziente Herstellung von Elektrolyseuren erklären. Sein Vortrag ist in zweifacher Hinsicht nachhaltig: Er reist nicht mit dem Flugzeug nach Aachen, sondern hält seinen Vortrag auf dem LKH2 online, um über die gemeinsame Vorgehensweise zu berichten. »Wenn wir über Nachhaltigkeit und die Energieversorgung der Zukunft sprechen, können wir einen Referenten nicht um die halbe Welt schicken, um einen Vortrag bei uns zu halten«, erklärt Olowinsky.
Der Laser steht im Mittelpunkt von McConvilles Vortrag: Das Fraunhofer ILT entwickelt in einem Teilprojekt zur Produktionstechnik laserbasierte Verfahren und Anlagen – etwa zum Bearbeiten von Metallschaum-Elektroden. Diese Entwicklung des Dresdner Fraunhofer-Instituts für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM, vergrößert die Reaktionsoberfläche sowie Wärmeleitfähigkeit und erhöht so die Effizienz.
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
