Innovative Katalysatoren für die grüne Wasserstoffproduktion

Forschungsprojekt HOLMES-AEM

Motivation und Problemstellung

Grüner Wasserstoff gilt als Schlüssel für die Energiewende und die nachhaltige Speicherung erneuerbarer Energie. Bisher sind die Kosten für die Wasserstoffherstellung durch Elektrolyse noch hoch, vor allem wegen teurer Edelmetall-Katalysatoren und aufwendiger Produktionsverfahren. Um die CO₂-Emissionen zu senken und die Industrie unabhängiger von fossilen Energieträgern zu machen, braucht es neue, kostengünstige und langlebige Lösungen für die Wasserstoffproduktion.

Schematische Darstellung der angestrebten Kopplung zwischen den einzelnen Herstellungsprozessen der Nanopartikel, deren Trägerung, Auftragung und Charakterisierung in einer AEM-WE-Zelle.
© Fraunhofer IMWS
Schematische Darstellung der angestrebten Kopplung zwischen den einzelnen Herstellungsprozessen der Nanopartikel, deren Trägerung, Auftragung und Charakterisierung in einer AEM-WE-Zelle.

Projektziele und Lösungsansatz

Das vom Zentrum für Brennstoffzellen Technik GmbH (ZBT), der Universität Duisburg-Essen (UDE) und dem Fraunhofer Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen (IMWS) durchgeführte Projekt HOLMES – AEM entwickelt innovative Katalysatoren auf Basis von Hochentropielegierungen, die ganz ohne Edelmetalle auskommen. Mit einer neuartigen Lasermaterialsynthese und einer magnetfeldbasierten Analytik werden diese Katalysatoren effizient hergestellt und direkt im Betrieb getestet. Ziel ist es, die Produktion von Membran-Elektroden-Einheiten für die alkalische Wasserelektrolyse schneller, günstiger und nachhaltiger zu machen – und damit den Weg für die breite Nutzung von grünem Wasserstoff zu ebnen.

Von den Forschungsergebnissen profitieren Unternehmen aus der Energietechnik, dem Maschinen- und Anlagenbau, der chemischen Industrie, der Mess- und Nanotechnik sowie Hersteller von Elektrolyseuren und Katalysatoren. Besonders relevant sind die neuen Lösungen für die Dekarbonisierung industrieller Prozesse, die Herstellung von Wasserstoff für die Mobilität und die Entwicklung innovativer Messsysteme.

Projektsteckbrief

Projekttitel HOLMES-AEM – Entwicklung und Kopplung einer neuen Hochdurchsatztauglichen Laser-materialsynthese mit einer magnetfeldbasierten operando Analytik für die Entwicklung und Identifikation von edelmetallfreien hochaktiven Katalysatoren zur Alkalische Membran Wasserelektrolyse
Laufzeit 01.07.2025 bis 31.12.2027
Förderung IGF-Programm des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie BMWE
Kooperationspartner
  • Fraunhofer IMWS
  • Zentrum für Brennstoffzellen Technik GmbH (ZBT)
  • Universität Duisburg-Essen (UDE)
Projektleiter Kerstin Witte-Bodnar
Ziele
  • Entwicklung kostengünstiger, edelmetallfreier Katalysatoren für die grüne Wasserstoffproduktion
  • Aufbau eines schnellen und effizienten Testverfahrens zur Bewertung und Optimierung der Katalysatoren direkt im Betrieb
  • Verbesserung der Haltbarkeit und Leistungsfähigkeit von Membran-Elektroden-Einheiten für die industrielle Anwendung

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Kerstin Witte-Bodnar

Contact Press / Media

Dr. Kerstin Witte-Bodnar

Gruppe »Materialdiagnostik für H2-Technologien«

Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen
Walter-Huelse-Strasse 1
06120 Halle (Saale), Deutschland

Telefon +49 345 5589-244