„Das Ziel muss es sein, erneuerbar erzeugten Wasserstoff für Anwendungen in der Mobilität sowie als Grundstoff der chemischen Industrie zur Verfügung zu stellen“, sagt Karsten Pinkwart vom Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT und Professor im Fachgebiet Elektrochemische Energiespeicher an der Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft.
Batterien, Brennstoffzellen, elektrochemische Sensoren und Analysesysteme sind die Arbeitsschwerpunkte des Fachgebietes. So ist das Fraunhofer ICT an der Optimierung der Elektroden und Elektrokatalysatoren beteiligt und forscht an dünnen Membranen zur Steigerung der Stromdichte. Das Ziel ist, den Wasserstoff bezahlbar zu machen. Für die mobile Nutzung von Wasserstoff benötigt es langlebige und robuste Brennstoffzellenstapel. Daher überprüft das Institut die Degradationsstabilität der dabei verwendeten Elektrokatalysatoren. Auch die Nutzung von Wasserstoff als zusätzlicher elektrischer Energielieferant an Bord von Flugzeugen oder für Einsatzfahrzeuge deutscher und europäischer Streitkräfte unterstützt das Institut durch Entwicklung von dafür geeigneten Brennstoffzellensystemen.
Unfälle werden rekonstruiert und analysiet
Für die Ursachen- und Fehleranalyse werden kritische Zustände, Unfälle und Schadenfälle von Systemen und Anlagen rekonstruiert und chemisch analysiert. Die berührungslose Visualisierung von Druckwellen beziehungsweise Dichtegradienten ist eine wichtige Methode, um Explosions- oder Druckausbreitungsversuche zu begleiten. In begleitenden, sicherheitsanalytischen Studien werden Risikobewertungen, Szenarienanalysen von Betriebszuständen, Fehlern und Störfällen sowie so genannte worst-case-Szenarien betrachtet und mit Experimenten verifiziert.
Energiesysteme im besonders sensiblen urbanen Umfeld, in denen Wasserstoff genutzt wird, werden hinsichtlich der Kosten sowie bestehender Randbedingungen am Fraunhofer ICT simuliert und optimiert. Die technische Sicherheit von Energieanlagen wird durch physikalische Modellbildung und Simulation erhöht. Beispielsweise wird hierzu die Ausbreitung von Wasserstoff aus Leckagen in Rohrleitungssystemen in geschlossenen Räumen zur sicherheitstechnischen Bewertung simuliert.
„Wasserstofftechnologien haben ein enormes Potenzial sowohl zu den Klimazielen beizutragen als auch eine große wirtschaftliche Bedeutung für die deutsche Industrie zu erlangen. Dafür setze ich mich als Mitglied des Nationalen Wasserstoffrates ein“, sagt Karsten Pinkwart. Quelle: Fraunhofer ICT / al