Nach zweijähriger Laufzeit ist das vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) geförderte Projekt Power-to-MEDME-FuE zum Jahresende 2025 abgeschlossen worden. Ziel war es, die gesamte Wertschöpfungskette von Power-to-X-Produkten in Chile zu untersuchen – von der Erzeugung grünen Wasserstoffs bis zur Synthese von Methanol und Dimethylether (DME). Ein zentraler technologischer Fortschritt gelang dabei dem Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (IAP). Die Forschenden entwickelten neuartige Katalysatoren für PEM-Elektrolyseure, die mit deutlich weniger Iridium auskommen als bisherige Lösungen.
Iridium ist ein gängiger, aber sehr teurer und seltener Katalysator für die Wasserelektrolyse. Die neuen Materialien des Fraunhofer IAP enthalten nur sieben Milligramm Iridium pro 25 Quadratzentimeter – bei gleichbleibender Leistungsfähigkeit. „Unsere neu entwickelten Katalysatoren enthalten lediglich sieben Milligramm Iridium auf einer Fläche von 25 Quadratzentimetern, erreichen aber die Leistungsfähigkeit von Schichten mit viermal so viel Iridium“, erklärt Dr. Christoph Gimmler, Leiter der Abteilung Nanoskalige Energie- und Strukturmaterialien am Fraunhofer IAP. Erste Tests bestätigen die Leistungsfähigkeit. Langzeittests sind in Vorbereitung, dafür sucht das Forschungsteam noch Projektpartner.
Neue Katalysatoren sollen sich schnell für industrielle Anwendung in Elektrolyseuren skalieren lassen
Die Katalysatoren werden am Fraunhofer IAP in Form von Tinten verarbeitet und als Elektrodenmaterial eingesetzt. Um die Technologie rasch in die industrielle Anwendung zu überführen, setzen die Forschenden auf ein patentiertes Verfahren zur kontinuierlichen Flusssynthese. Es ermöglicht die Herstellung präzise definierter Katalysator-Nanopartikel im industriellen Maßstab. Damit erfüllt das Verfahren eine zentrale Voraussetzung für die Umsetzung des „Lab to Fab“-Ansatzes der Bundesregierung im Rahmen der Hightech-Agenda.
Katalysatoren beeinflussen maßgeblich die Effizienz und Wirtschaftlichkeit der Wasserstofferzeugung. Neben dem Fraunhofer IAP waren an dem Projekt unter anderem das Fraunhofer IEE (Projektleitung), Fraunhofer Chile Research, das Fraunhofer ISE, IMM, ISC, IKTS, die RWTH Aachen sowie die AHK Chile beteiligt.
