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Die am Fraunhofer IKTS entwickelte Hochtemperatur-Elektrolyse-Stacktechnologie soll nun zusammen mit thyssenkrupp nucera in die industrielle Fertigung und Anwendung überführt werden, ©Fraunhofer IKTS
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Die am Fraunhofer IKTS entwickelte Hochtemperatur-Elektrolyse-Stacktechnologie soll nun zusammen mit thyssenkrupp nucera in die industrielle Fertigung und Anwendung überführt werden

thyssenkrupp nucera nutzt SOEC-Technologie des Fraunhofer IKTS

Kategorien: |
Themen: |
Autor: B S

Datum: 19. Mrz. 2024

März 2024 | Das Fraunhofer IKTS vermeldet den Technologietransfer seiner Elektrolyse-CFY-Stack-Technologie für Industrieanwendungen von thyssenkrupp nucera. Die Technologie solle nun in die industrielle Fertigung und Anwendung überführt werden.

thyssenkrupp nucera und das Fraunhofer IKTS gehen hierzu eine strategische Partnerschaft ein, heißt es in einer Presseerklärung. Das Forschungsinstitut habe seit über 20 Jahren umfangreiche Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in der SOEC (Solid Oxide Electrolyzer Cell)-Technologie geleistet sowie die notwendigen Vorarbeiten im Hinblick auf eine Industrialisierung dieser Elektrolyse-Technologie durchgeführt. thyssenkrupp nucera und Fraunhofer IKTS wollten gemeinsam daran arbeiten, die letzten Schritte hin zur industriellen Fertigung und Anwendung der Hochtemperatur-Elektrolyse (SOEC) zu gehen.

Bereits im ersten Quartal 2025 solle eine durch das Fraunhofer IKTS geplante und errichtete Pilotanlage planmäßig ihren Betrieb für die Herstellung der Hochtemperatur-Elektrolyse-Stacks mit den SOE-Zellen – den Kernelementen der SOEC-Stacks – in zunächst kleiner Stückzahl aufnehmen. Die strategische Partnerschaft umfasse auch eine Lizenz zur Fertigung und Nutzung von CFY-Stacks auf Basis der SOEC-Technologie des Fraunhofer IKTS durch thyssenkrupp nucera.

Die SOEC-Stack-Technologie basiert auf einem gasdichten sauerstoffionenleitenden keramischen Elektrolyten mit siebgedruckten Elektroden und gepressten Interkonnektoren aus einer Chrombasis-Legierung (CFY). Die elektrolytgetragenen Zellen, die Auswahl der eingesetzten Materialien und das Design gewährleisten eine hohe Effizienz, Langzeitstabilität, Robustheit und kostengünstige Massenfertigung. Die weitere Industrialisierung der SOEC-Technologie wird sich an den Ergebnissen der Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten orientieren.

„Mit SOEC-Systemlösungen setzen wir konsequent die Wachstumsstrategie unseres Unternehmens um. Mit der Hochtemperatur-Elektrolyse werden wir unseren Kunden eine ausgesprochen leistungsstarke Technologie anbieten, die ein weiterer starker Tragpfeiler des neuen, CO2-freien und damit klimafreundlichen Energiemix der Zukunft ohne fossile Energie sein wird“, sagt Dr. Werner Ponikwar, CEO von thyssenkrupp nucera. „Durch die strategische Partnerschaft mit dem Fraunhofer IKTS verstärken wir unser Wasserstoffproduktportfolio neben der AWE-Technologie um die zweite leistungsstarke Technologie für den Industriemaßstab.“

Prof. Dr. Alexander Michaelis, Institutsleiter des Fraunhofer IKTS ergänzt:

„Wir freuen uns sehr, unsere weltweit führenden Forschungs- und Entwicklungskompetenzen in der SOEC-Technologie in die Partnerschaft mit thyssenkrupp nucera einzubringen. Neben der höheren Effizienz bei der Strom-zu-Wasserstoff-Wandlung bietet die Hochtemperaturelektrolyse außerdem den großen Vorteil, dass CO2 aktiv aus der Umgebung entnommen und zusammen mit grünem Wasserstoff zu grünem Synthesegas und Folgeprodukten wie e-fuels gewandelt werden kann. Dies ist ein entscheidender Erfolgsfaktor für die Energiewende. Durch die Hochskalierung der CFY-Stack-Produktion ermöglichen wir unseren Systempartnern den kommerziellen Zugang zu dieser Kernkomponente.“

Von der hohen Energieeffizienz der SOEC-Technologie würden in erster Linie Industrien profitieren, bei denen in der Produktion industrielle Abwärme entsteht, denn die Nutzung senke den Stromverbrauch der Elektrolyse deutlich. Abwärme entsteht unter anderem bei der Herstellung von grünem Stahl, Ammoniak, Methanol, Düngemittel und bei der Energiespeicherung. Außerdem wird bei der Nutzung der Hochtemperatur-Technologie auf seltene Edelmetalle verzichtet.

„Die SOEC-Technologie ergänzt unser Technologie-Portfolio perfekt“, sagt Dr. Christoph Noeres, Head of Green Hydrogen bei thyssenkrupp nucera. „Für unsere künftigen SOEC-Systemlösungen können wir auf unsere jahrzehntelange Erfahrung mit der Entwicklung und Skalierung von Elektrolyseanlagen aufbauen, wie wir dies schon zuvor bei der erfolgreichen Entwicklung unseres 20-MW AWE-Moduls scalum® bewiesen haben.“

Über das Institut

Das Fraunhofer IKTS betreibt anwendungsorientierte Forschung für Hochleistungskeramik. Mit 832 Mitarbeitern und Mitarbeiterinnen (Stand: 31.12.2023) an 13 Standorten und einem Gesamthaushalt von 90,8 Mio. € im Jahr 2023 (Stand: 13.3.2024) ist das Fraunhofer IKTS das größte Keramikforschungsinstitut Europas. Als Forschungs- und Technologiedienstleister entwickelt das Institut moderne keramische Hochleistungswerkstoffe, industrierelevante Herstellungsverfahren sowie prototypische Bauteile und Systeme in vollständigen Fertigungslinien bis in den Pilotmaßstab. Ergänzt wird das Portfolio um die Kompetenzen der Werkstoffdiagnose und -prüfung.

Im Bereich der Hochtemperatur-Elektrolyse (SOEC) hat das Institut verschiedene Stack-Designs entwickelt, baut Prototypen und erprobt deren Eignung für unterschiedliche Anwendungen und Lastprofile inklusive der techno-ökonomischen Bewertung.

Über thyssenkrupp nucera AG & Co. KGaA, Dortmund (Germany)

thyssenkrupp nucera bietet weltweit führende Technologien für hocheffiziente Elektrolyseanlagen. Das Unternehmen verfügt über umfangreiches Know-how in der Planung, der Beschaffung und beim Bau elektrochemischer Anlagen. Die Erfolgsbilanz umfasst mehr als 600 erfolgreich installierte Projekte mit einer Gesamtkapazität von mehr als 10 Gigawatt. Aktuell bearbeitet thyssenkrupp nucera Aufträge mit einer Elektrolysekapazität von insgesamt mehr als 3 Gigawatt. Das Unternehmen verfügt bisher über zwei Technologien: die alkalische Wasserelektrolyse und die Chlor-Alkali-Elektrolyse.

Zu den Kunden zählen Unternehmen wie NEOM in Saudi-Arabien, H2 Green Steel in Schweden, Shell in den Niederlanden und weitere. thyssenkrupp nucera hat im Juli erfolgreich einen Börsengang durchgeführt und ist seit September Mitglied im SDAX der Frankfurter Wertpapierbörse. Mehr Informationen: thyssenkrupp-nucera.com

(Quelle: Fraunhofer/2024)
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