PEM
Temp 20-100 C
Voltage efficiency 70-95%
Current - 1500-2000mA/cm2
+kleinere Fußabdruck
+hohe Dynamik
+Skalierbarkeit
-überlastfähigkeit
-Materialentwicklung (Kosten,Haltbarkeit)
AE
Temperatur 40-90
Current 200-500
Voltage efficiency 65-90%
+Reife und erprobte Technologie
+Langlebigkeit gewiesen (30jahren)
-große Anlage=Komplexität
-Forschung notwendig für hohe Effizienz und
-Möglichkeit der Degradation bei Teillast
Hochtemperatur festoxide
700-1000
+Abnahme der elektrische Energie mit zunehmende Temperaturen
+höchste Effizienz mit warme aus Hochtemperatur Quelle
+verbesserte Reactionstechnik
-Geringere Dynamik
-hohe Kosten
-Niedrigste Reife
Was benötigt man für Wasserelktrolyse
Wasser
Spannungsquelle/Elektrizität
Metall Elektronen
Elektrolyte
Rolle von Elektrolyse in Energiewende
großskalige Integration von EE
Puffer für Energiesystem
Dekarbonisierung von Verkehr, Gebäude eine Industrie
Chemische Energie in allen Sektorengrenze
Rohstoffe mit CO2
Warum trägt hohe stromdichte zu Verlusten bei?
Wegen geblasenentwicklung, Aufbau von Druck möglich
Elektrolyse
Nutzung von Elektrizität, um eine nicht spontan ablaufende Reaktion zu treiben
Wasserelektrolyse- wasserspaltung, Zersetzung von Wasser in Bestandteile
Technische erreichte Wirkungsgrad
Erreichte stack Lebensdauer
PEM - 50-65%
90000h
AE- 50-70% LHH
70000h
HTEL- 80-86%
20000h
Ionnenleitungsmechanich
PEM- H+ ionenleitender Membran
SPE
100C temp
AE- OH- ionenleitender flüssiger Elektrolyt
KOH
80C temp
Hochtemp festoxid - O2- ionenleitender FestElektrolyt
Oxidkeramik
800-900C
Verluste der Wasserelektrolyse
Überspannung
Anode
Kathode
Ohmsche Widerstand
Zellspannung bei verschiedenen Bauform
konventionell
Zero gap
Wie kann die Verluste vermindert
Geometrische Anordnung
direkte Kontakte der Elektroden auf die Diaphragm (zerogap)
Regenerative Energien
Elektroden, die so stabil sind , dass eine aufwendige Betriebsführung bei Nutzung der regenerativen Energie nicht notwendig ist.
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