Findet ein Elektrolyseprozess bei Temperaturen von \u00fcber 100 \u00b0C statt, wird von der Hochtemperatur-Elektrolyse gesprochen. Durch die Nutzung von Abw\u00e4rme k\u00f6nnen h\u00f6here Wirkungsgrade als bei der Niedertemperatur-Elektrolyse erzielt werden. Sie bietet daher besonders f\u00fcr die Anbindung an Industrieprozesse, die gro\u00dfe Mengen an Abw\u00e4rme zur Verf\u00fcgung stellen k\u00f6nnen, ein gro\u00dfes Potenzial.<\/p>\n
<\/p>\n
Die Hochtemperatur-Elektrolyse spaltet im Gegensatz zu den \u00fcbrigen Verfahren kein fl\u00fcssiges Wasser, sondern Wasserdampf, in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff auf. Der Prozess findet typischerweise bei Temperaturen zwischen 100 und 1.000\u00b0C statt. Zentrale Komponenten hierbei sind die sogenannten Festoxid-Elektrolysezellen (engl. SOEC, Solid Oxide Electrolysis Cells). Bei den Elektrolyten dieser Zellen handelt es sich \u00fcblicherweise um keramisches Zirkoniumdioxid, welches durch die Dotierung mit Yttrium leitend f\u00fcr Sauerstoff-Ionen wird. Festoxid-Elektrolyte sind ein hitzebest\u00e4ndiges und verschlei\u00dffestes Material und dadurch f\u00fcr die hohen Betriebstemperaturen geeignet.<\/p>\n
Durch die hohe thermodynamische Energie ist f\u00fcr die Aufspaltung des Wasserdampfes weniger elektrische Energie als f\u00fcr die Aufspaltung von fl\u00fcssigem Wasser erforderlich. Je h\u00f6her die Temperaturen des eingespeisten Dampfes, desto h\u00f6her der Wirkungsgrad der Elektrolyse. Bei heutigen Anlagen k\u00f6nnen Anlagenwirkungsgrade von \u00fcber 80 Prozent<\/a> erreicht werden. Zum Vergleich: Die Anlagenwirkungsgrade der PEM- und der alkalischen Elektrolyse liegen bei 60 bis 70 Prozent. Im Gegensatz zu anderen Elektrolyse-Verfahren ben\u00f6tigt sie keine Edelmetallkomponenten und kann zudem in dem Co-Elektrolyse-Betrieb zur Herstellung von gr\u00fcnem Synthesegas<\/a> verwendet werden.<\/p>\n Besonders die Kopplung mit Industrieprozessen, die Abw\u00e4rme von \u00fcber 200 \u00b0C bereitstellen k\u00f6nnen, bietet sich an. Durch die Einbindung der Abw\u00e4rme kann Strom zum Beheizen der Anlage eingespart und der Wirkungsgrad erh\u00f6ht werden.<\/p>\n Die Hochtemperatur-Elektrolyse befindet sich noch in der Entwicklungsphase und bedarf weiterer Forschung. Besonders die Belastung des Materials durch die hohen Betriebstemperaturen stellt eine Herausforderung dar. Aktuell liegt eine typische Lebensdauer des Stacks noch bei maximal 20.000 Stunden<\/a>. Aufgrund des fehlenden Massenmarktes werden die Elektrolyseure bisher als Sonderanfertigungen und in Manufakturbauweise hergestellt und sind dementsprechend kostenintensiv.<\/p>\n Die Entwicklung g\u00fcnstigerer Materialien sowie zuk\u00fcnftige Skaleneffekte werden zu deutlichen Kostenreduktionen <\/a>f\u00fchren. Durch den hohen Wirkungsgrad hat die Hochtemperatur-Elektrolyse dann das Potenzial ein wichtiger Bestandteil der zuk\u00fcnftigen Wasserstoffwirtschaft ( siehe Frage des MonatsJuni 2019: \u201eWelche Wasserstoffinfrastruktur braucht die Sektorenkopplung\u201c<\/a>) zu werden.<\/p>\n Wir beraten Sie gerne ausf\u00fchrlich zum Thema Hochtemperatur-Elektrolyse<\/p>\n F\u00fcr weitere Fragen des Monats und R\u00fcckmeldungen stehen wir gerne zur Verf\u00fcgung:<\/p>\nNachteile der Hochtemperatur-Elektrolyse<\/h2>\n
Zusammenfassung und Ausblick<\/h2>\n
\n\n
\n
Welche Vorteile bietet die Hochtemperatur-Elektrolyse?<\/a><\/blockquote>