Das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW) erforscht seit mehr als einem Jahrzehnt anwendungsnah wichtige Aspekte der alkalischen Wasserelektrolyse (AEL). Der AEL wird neben einem hohen Technologiereifegrad und einer guten Skalierbarkeit in große Leistungsklassen auch ein hohes Kostensenkungspotenzial attestiert. Denn für diese Technologie werden keine teuren und ressourcenkritischen Edelmetalle wie Platin oder Iridium benötigt.
Der Fokus der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten des ZSW liegt zum einen auf der Elektrolysesystemtechnik und zum anderen auf dem Elektrolysestack mit seinen Kernelementen wie Zellrahmen, Elektrodenpackage und Elektrodenbeschichtung. Als Herzstück eines Elektrolyseurs beeinflusst der Elektrolysestack auch maßgeblich die Effizienz und somit die Wirtschaftlichkeit der Wasserstofferzeugung.
Das ZSW arbeitet insbesondere an Materialien (z.B. Elektrodenbeschichtungen), Methoden (z. B. Fertigungsprozesse für Komponenten und Elektrolysestack) und verfahrenstechnischen Konzepten (z. B. Auslegung und Konstruktion von Stack, Systemen und Prüfständen), die diese Skalierung in den Multi-MW-Maßstab unterstützen und eine automatisierte Serienfertigung zulassen. Der Leistungsbereich für Elektrolyeure am ZSW beginnt bei wenigen Kilowatt für Forschungs- und Testsysteme zur Vorvalidierung von Materialien und Bauteilen und reicht bis in den unteren Megawatt-Maßstab für Demonstrationsanlagen. Am ZSW wurden bereits zwei eigene CE-zertifizierte Komplettsysteme in der 1 MWel Leistungsklasse errichtet. Je nach Anwendungszweck oder Kostenvorgaben werden sowohl drucklose Systeme als auch Druckelektrolyseure entwickelt und gebaut.
Bei der Entwicklung und dem prototypischen Bau von Komponenten bis hin zu Komplettsystemen spielt die Qualitätssicherung eine große Rolle. Mit hausinternen Prüfständen und der erforderlichen Analytik kann das ZSW Elektrolysestacks und dessen Komponenten (Elektroden, Beschichtungen, Zellrahmen) vollumfänglich testen und vermessen.
Dazu sind alkalische drucklose und Druck-Elektrolyseprüfstände im Leistungsbereich von <1 kWel bis zu 500 kWel und bis zu 30 bar sowie Materialprüfstände z.B. für Degradationsuntersuchungen vorhanden.
Die breit aufgestellte Laborinfrastruktur mit etablierter Messmethodik steht Industriekunden für die Erprobung und Validierung ihrer eigenen Entwicklungen, Vorprodukte und Produkte zur Verfügung (ElyLab Testzentrum).