SusHy - Sustainable Hydrogen - Edelmetallfreie Katalysatoren für die Wasserstoffproduktion aus erneuerbaren Energiequellen

 

Ziel des Projektes SusHy ist die Entwicklung von edelmetallfreien oder signifikant edelmetallreduzierten Katalysatoren für ein effizienz­optimiertes, photo-elektrochemisches Modul zur Erzeugung von Wasserstoff und Sauer­stoff mit Hilfe von Sonnenlicht als Energieträger. Hierbei soll ein Systemwirkungsgrad von Sonnenlicht zu Wasserstoff von mindestens 10 % erreicht werden.

Mit diesem Projekt wird ein wichtiger Beitrag zum Förderschwerpunkt Katalyse und Prozessoptimierung der Ausschreibung "Materialien für eine ressourceneffiziente Industrie und Gesellschaft – MatRessource“ geleistet, da im Erfolgsfall eine Möglichkeit zur regenerativen Erzeugung von Wasserstoff als Energieträger bereitgestellt wird. Darüber hinaus wird die Abhängigkeit von Edelmetallen (z. B. Platin), die für die elektrochemische Herstellung von Wasserstoff derzeit als Katalysator verwendet werden, reduziert, indem diese durch neue Katalysatoren wie Metall(oxid)katalysatoren und auf Kohlenstoff basieren­den Materialien substituiert werden. Hiermit kann sowohl die Abhängigkeit von Edelmetallimporten dauerhaft verringert, als auch die internationale Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Wirtschaft durch Senkung der Energie- und Materialkosten im Bereich der Wasser­stofferzeugung durch erneuerbare Energien verbessert und somit die Umwelt nachhaltig entlastet werden.

Im Rahmen des Vorhabens wird ein ganzheitlicher Lösungsansatz entwickelt, der sowohl die Wasserreduktion als auch die Wasseroxidation mit Hilfe edelmetallfreier Katalysatoren in einem Modul vereint. Das Modul besteht aus verschiedenen funktionalen Schichten, die auf­einander abzustimmen sind. Der Schwerpunkt der Forschungsarbeiten liegt hierbei auf der Entwicklung von edelmetallarmen, möglichst edelmetallfreien Katalysatoren und deren Integration in ein effizientes Gesamtsystem mit getrennten Elektrodenräumen, das die separate Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff ermöglicht.

Daraus leiten sich die folgenden wissenschaftlich-technischen Teilziele ab:

  • Entwicklung edelmetallfreier Katalysatoren zur Wasserspaltung
  • Optimierung einer Mehrschicht-Photodiode für die Wasserstofferzeugung
  • Herstellung und Optimierung eines Moduls zur Wasserstofferzeugung
  • Ökonomische und ökologische Betrachtung der Energie- und Umweltbilanz  (Life-Cycle-Analyse)
Schematische Darstellung Reaktormodul
Photoreaktor

(Quelle: Evonik Industries AG)

Das Konsortium gehört bezüglich seiner Kompetenz und Expertise zu den führenden Forschergruppen auf diesem Gebiet. Die erwarteten Ergebnisse sind neben der bedeutenden wirtschaftlichen Tragweite auch wissenschaftlich von hohem Stellenwert und werden die Spitzenstellung der beteiligten Institute und Unternehmen auf den hier betrachteten Forschungsgebieten maßgeblich ausbauen.

 


Koordinator: Dr. Jens Busse, Evonik Industries AG

Projektpartner (Karte):

  • Evonik Industries AG - Creavis Technologies & Innovation
  • Forschungszentrum Jülich GmbH - Institut für Energie- und Klimaforschung
  • Leibniz-Institut für Katalyse e. V. an der Universität Rostock
  • Ruhr-Universität Bochum - Fakultät für Chemie und Biochemie - Technische Chemie

Laufzeit: 01.05.2013 bis 30.04.2016

FKZ: 03X3581