Der Gigahub wurde unter anderem im Beisein von Bundeskanzler Olaf Scholz sowie Dr. Peter Tschentscher, Hamburgs Erstem Bürgermeister, eröffnet. (Bild: Quest One)
Die Protonenaustausch-Membran-Technologie (PEM) ist eines der wichtigsten Verfahren für die industriell skalierte Wasserstoffgewinnung aus erneuerbaren Energien. Die hochautomatisierte Stack-Produktion will Quest One auf zwei Fertigungslinien realisieren: „Titan“ mit Lineartransportsystem und „Gerd“ mit Schwenkarmrobotern. Namenspaten sind zwei Monde des Planeten Saturn, der selbst zu rund 95 % aus Wasserstoff besteht.
Was ist eine Protonen-Austausch-Membran?
Protonen-Austausch-Membranen sind halbdurchlässige (semipermeable) Membranen die Protonen durchlassen, während der Transport von Gasen wie Wasserstoff verhindert wird. PEM kommen sowohl bei der Wasserelektrolyse zur Produktion von Wasserstoff und Sauerstoff zum Einsatz, als auch in Brennstoffzellen. Sie werden aus Polymer- oder Kompositmembranen hergestellt. Die Membrane trennt Anode und Kathode elektrisch voneinander. Die Membran ist protonenleitend, d.h. die positiv geladenen Wasserstoff-Ionen (H+) können die Membran passieren.
Bei der Elektrolyse wird die Membran von Wasser umspült. Wird an die Membran elektrische Spannung angelegt, wandern Protonen durch die Membran: An der Kathode entsteht Wasserstoff, an der Anode Sauerstoff.
Die Elektroden sind mit einem Katalysator belegt, der die Aktivierungsenergie für die Aufspaltung der Wassermoleküle in Sauserstoff und Wasserstoff verringert.
Wofür steht die Abkürzung PEM?
PEM ist die englische Übersetzung für Protonen-Austausch-Membran (Proton Exchange Membrane). Häufig werden PEM auch als Polymerelektrolyt-Membranen bezeichnet.#
Was ist der Zweck der Elektrolyse von Wasser?
Bei der Wasserelektrolyse wird elektrische Energie in chemische Energie umgewandelt. So lässt sich beispielsweise regenerativ aus Sonnen- oder Windkraft erzeugter Strom in Form von Wasserstoff - einem sehr energiereichen Molekül - speichern. Wasserstoff kann wiederum als Gas entweder per Pipeline (z.B. Wasserstsoff-Beimischung zum Erdgas-Netz) oder als Flaschengas transportiert werden. Da der Transport von Gasen über weite Strecken teuer ist, lässt sich der Wasserstoff mit Stickstoff zu Ammoniak umsetzen - ein energiereiches Gas, das sich deutlich einfacher verflüssigen lässt.
Viele Arbeitsschritte, die bisher in Handarbeit ausgeführt wurden, hat der Hersteller nun automatisiert. Dadurch reduziert sich die Herstellungszeit eines Stacks um etwa 75 % – diese lassen sich in Hamburg nun in weniger als einer Stunde fertigen. Durch die automatisierte Produktion macht das Unternehmen außerdem die Herstellung effizienter sowie präziser und verbessert auch die Logistikprozesse, was zu einer gleichbleibend hohen Produktqualität und schnellen Lieferzeiten führt.
Die automatisierte Stack-Produktion ist Teil des Forschungsprojekts Pep.In und wurde über das Wasserstoff-Leitprojekt H2Giga des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Ziel ist es, neue Verfahren zur wettbewerbsfähigen und serienmäßigen Produktion von PEM-Elektrolyse-Stacks und -Elektrolyseuren in Deutschland zu erforschen, um grünen Wasserstoff bezahlbar und wettbewerbsfähig zu machen.
Der Gigahub entstand in nur eineinhalb Jahren Bauzeit auf einem über 26.000 m2 großen Gelände im Victoria Park, einem Gewerbegebiet im Hamburger Stadtteil Rahlstedt an der Grenze zu Schleswig-Holstein. Zunächst werden hier rund 200 Mitarbeitende in den Bereichen der Fertigung, Entwicklung, dem Testing sowie im Service arbeiten. Der Standort dient gleichzeitig als Kunden- und Trainingscenter.
CT-Fokusthema Wasserstoff
In unserem Fokusthema informieren wir Sie zu allen Aspekten rund um das Trendthema Wasserstoff.
- Einen Überblick über die ausgewählten Artikel zu einzelnen Fragestellungen – von der Herstellung über den Transport bis zum Einsatz von Wasserstoff – finden Sie hier.
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