Technologische Pfade für die Herstellung von komprimiertem und hochreinem Wasserstoff mit Hilfe von Sonnenenergie

• Published in: Angewandte Chemie 2023-08, Vol.135 (32), p.n/a
• Main Authors: Ivanova, Mariya E., Peters, Ralf, Müller, Martin, Haas, Stefan, Seidler, Martin Florian, Mutschke, Gerd, Eckert, Kerstin, Röse, Philipp, Calnan, Sonya, Bagacki, Rory, Schlatmann, Rutger, Grosselindemann, Cedric, Schäfer, Laura‐Alena, Menzler, Norbert H., Weber, André, Krol, Roel, Liang, Feng, Abdi, Fatwa F., Brendelberger, Stefan, Neumann, Nicole, Grobbel, Johannes, Roeb, Martin, Sattler, Christian, Duran, Ines, Dietrich, Benjamin, Hofberger, M. E. Christoph, Stoppel, Leonid, Uhlenbruck, Neele, Wetzel, Thomas, Rauner, David, Hecimovic, Ante, Fantz, Ursel, Kulyk, Nadiia, Harting, Jens, Guillon, Olivier
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: H2 Erzeugung; H2 Reinigung Und -Kompression; Methanpyrolyse; Wasserelektrolyse; Wasserspaltung
• ISSN: 0044-8249; 1521-3757
• DOI: 10.1002/ange.202218850

Wasserstoff (H2) aus erneuerbaren Energien wird einen wachsenden Einfluss auf die globale Energiedynamik hin zu nachhaltigen und kohlenstoffneutralen Standards haben. Der Anteil von grünem H2 ist noch zu gering, um das Netto‐Null‐Ziel zu erreichen, während die Nachfrage nach hochwertigem Wasserstoff weiter steigt. Diese Faktoren verstärken den Bedarf an wirtschaftlich tragfähigen H2‐Erzeugungstechnologien. Der vorliegende Artikel zielt darauf ab, die bestehenden Technologien zur Erzeugung von hochwertigem H2 auf der Grundlage von Solarenergie zu bewerten. Technologien wie die Wasserelektrolyse, die photoelektrochemische und die solare thermochemische Wasserspaltung, Flüssigmetallreaktoren und die Plasmakonversion nutzen die Sonnenenergie direkt oder indirekt (als kohlenstoffneutrale Elektronen) und werden im Hinblick auf ihren derzeitigen Entwicklungsstand, ihre technischen Grenzen und ihr Zukunftspotenzial untersucht. Dieser Artikel gibt einen Überblick über technologische Pfade zur direkten und indirekten Erzeugung von H2 aus Sonnenenergie im Rahmen des Innovationspool‐Projekts „Solarer H2: hochrein und komprimiert“. Technologien wie Wasserelektrolyse, photoelektrochemische und thermochemische Wasserspaltung, Flüssigmetall‐ und Plasmareaktoren werden hinsichtlich ihres Funktionsprinzips und ihrer Besonderheiten in Bezug auf die Qualität (Reinheit, Druck) des erzeugten H2 beschrieben.