Grüner Wasserstoff – Neue Wege
Grüner Wasserstoff
Neue Verfahrenstechnik für grünen Wasserstoff
- US Startup Pajarito Powder präsentiert neue Verfahrenstechnik, die die Kostenkalkulation für Brennstoffzellen und Elektrolyseure dramatisch verändert.
- Das innovative Verfahren von Pajarito Powder reduziert die Menge an Edelmetallen, die für Reaktionen zur Erzeugung von Energie aus Wasserstoff benötigt werden, um bis zu 70 Prozent.
- Für das VariPore™-Verfahren holt Pajarito Powder Fertigungsexperten an Bord und baut Großserienfertigung in New Mexico auf
Neue Verfahrenstechnik für grünen Wasserstoff
Mit neuer Verfahrenstechnik schafft es das US Start- up, dass Wasserstoff-Brennstoffzellen und Elektrolyseur-Katalysatoren bei gleicher Leistungsfähigkeit mit deutlich weniger von dem seltenen und teuren Platinmaterial betrieben werden können.
Die Bedeutung für die Wirtschaft erklärt Thomas J. Stephenson, CEO & Vorstandsvorsitzender von Pajarito Powder:
„Reduziert man Iridium, verbessert sich Wirtschaftlichkeit der Wasserstoffherstellung dramatisch und infolge wird die Verfügbarkeit von Wasserstoff wesentlich verbessert.“
Tatsächlich reduziert das Verfahren von Pajarito Powder die Menge an Edelmetallen, die für Reaktionen zur Erzeugung von Energie aus Wasserstoff benötigt werden, um bis zu 70 Prozent.
Was ist neu am VariPore™-Verfahren?
VariPore™-Verfahren
- Wichtiger Schritt für den kommerziellen Erfolg von Wasserstoff als Energieträger im Alltag
Die sauberste Methode zur Erzeugung von Wasserstoff, der nachhaltig in Brennstoffzellen verwendet werden kann, ist die Elektrolyse – die Nutzung elektrischer Energie zur Aufspaltung von Wasser in seine beiden Bestandteile.
Elektrolyseure sind der Schlüssel für Nutzung von Wasserstoff als Energieträger
Elektrolyseure sind nicht nur die am besten bekannte Methode zur Erzeugung von „grünem Wasserstoff“, sondern sie sind der Schlüssel zur Nutzung des Wasserstoffes als Energiespeicher und zum Energietransport über lange Strecken.
Aber warum haben sich Wasserstoff-Brennstoffzellen und Elektrolyseure angesichts all dieser Vorteile und jahrhundertelanger wissenschaftlicher Studien und Arbeiten noch nicht in der Weltwirtschaft durchgesetzt? Es liegt an einer Schlüsselkomponente, auf deren Herstellung, Verbesserung und Erschwinglichkeit sich Pajarito Powder spezialisiert hat: dem Katalysator. Katalysatoren machen fast 40 % der Kosten eines Brennstoffzellen Stapels aus, und die Kosten für die Iridiumkomponenten eines 1-GW-Elektrolyseurs würden sich bei Preisen von 2022 auf über 61 Millionen US-Dollar belaufen.
Seltenheit Platins verhindert den großvolumigen Einsatz von Wasserstoff
Vielleicht ist es diese Ironie, dass Wasserstoff das am häufigsten vorkommende Element ist, jedoch die zur Umwandlung in nützliche Elektrizität benötigten Platinmetalle, wie Iridium, zu denen am wenigsten vorkommenden Elementen gehören. Ihre Seltenheit und ihre damit verbundenen hohen Preise verhindern bislang, dass der so geeignete Wasserstoff zu einer wichtigen Energiequelle wird, zumindest bis jetzt.
Neue Materialtechnik macht Einsatz von Wasserstoff wirtschaftlich
Mit neuer Verfahrenstechnik schafft es das US Start- up, dass Wasserstoff-Brennstoffzellen und Elektrolyseur-Katalysatoren bei gleicher Leistungsfähigkeit mit deutlich weniger von dem seltenen und teuren Platinmaterials betrieben werden können. Tatsächlich reduziert das Verfahren von Pajarito Powder die Menge an Edelmetallen, die für Reaktionen zur Erzeugung von Energie aus Wasserstoff benötigt werden, um bis zu 70 Prozent.
Wie Pajarito Powder diese unglaubliche Reduzierung bei einem so wichtigen Rohstoff für Katalysatoren erreicht hat, liegt in der neu entwickelten innovativen Verfahrenstechnik. Für Brennstoffzellen verwendet Pajarito Powder ein VariPore™ genanntes Verfahren, um technische Katalysatorträger (Engineered Catalyst Supports, ECS) herzustellen – im Wesentlichen Katalysatorträger Mechanismen, die auf ein bestimmtes System zugeschnitten sind und die Leistung und Nutzung von PGMs verbessern.
Diese Strukturen sind „mesoporös“, d. h. sie wurden sorgfältig so konzipiert und hergestellt, dass sie extrem kleine Öffnungen enthalten, und zwar nanoskopische Öffnungen – zwischen 2 und 50 Nanometern oder der Größe eines Strangs der menschlichen DNA.
Das VariPore™-Verfahren ermöglicht ein sehr spezifisches Design. Als Voraussetzung für den Beginn der Herstellung von Brennstoffzellen in Großserie, haben die Ingenieure von Pajarito Powder es geschafft, dieses Verfahren für die Massenherstellung dieses Trägers weiterzuentwickeln. Pajarito Powder ist in der Lage, Katalysatoren zu bauen, die mit weniger Platin als Standardkatalysatoren energetisch gleichwertige Ergebnisse erzielen. Darüber hinaus verleiht das VariPore™-Verfahren den Katalysatoren eine hohe Haltbarkeit, Stabilität und Leistung. Nach diesem Verfahren stellt Pajarito Powder fortschrittliche Elektrolyseur-Katalysatoren her, die auf ähnlichen Konzepten beruhen, wobei aber anstelle Iridium andere Materialien verwendet werden.
Verzicht auf seltene Metalle eröffnet neues Marktpotential
Die Elektrolyse-Technologie verändert sich rasch, und während Katalysatoren auf Basis von Iridium den Markt noch einige Zeit dominieren werden, wird Pajarito Powder demnächst weitere hocheffiziente Katalysatoren für die Wasserelektrolyse unter Verwendung von „PGM-lite“- oder „PGM-freien“ Materialien herstellen; diese Entwicklungsmaterialien sind bereits heute zur Bewertung verfügbar.
Die Zukunft ist ohne Platin möglich
Pajarito Powder entwickelt, produziert und vertreibt Katalysatorträger und vollständige Katalysator-Lösungen, die alle bereits verfügbar sind. Das Unternehmen erforscht, testet und optimiert auch Katalysatoren, die ohne Platingruppenmetalle auskommen, so genannte PMF-Katalysatoren (Precious-Metal-Free) für Brennstoffzellen. PMF-Katalysatoren sind die weltweit ersten kommerziell erhältlichen Katalysatoren, die ohne Edelmetalle auskommen. Die Arbeiten, mit denen diese Katalysatoren auch für Anwendungen mit hoher Energiedichte weiterentwickelt werden, sind noch nicht abgeschlossen, aber die Zukunft dieser fortschrittlichen Katalysatoren ist vielversprechend.
Angesichts der neuen technischen Möglichkeiten und der öffentlichen Mittel für saubere Energiequellen, die durch den U.S. Inflation Reduction Act und ähnliche Gesetze in Europa und anderswo zur Verfügung gestellt werden, präsentiert Pajarito Powder sein neues Trägermaterial und Anwendungen auf der Hannover Messe im Wasserstoff- Ausstellungsbereich in Halle 13 am Stand F32.
Stephenson: „Wir haben unser Team um Fertigungsexperten erweitert, bauen eine Produktionslinie in New Mexico, USA, auf. Darum sehen wir uns gut aufgestellt, um einen ganz entscheidenden Beitrag zum kommerziellen Erfolg von Wasserstoff als Energieträger für nachhaltige Mobilitätslösungen leisten zu können.“
Kommentar
Das werden wir uns live auf der Hannover Messe anschauen. Wasserstoff wird unser Schwerpunkt Thema sein. Übrigens, mit dem Toyota Mirai waren wir die letzten zwei Wochen über 2.000 km unterwegs. Fahrbericht folgt. Mit dem Hyundai NEXO wollen wir sogar in das Allgäu oder nach Berlin fahren.
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Fotos © 2023 Pajarito Powder
