// Elektrolysestack - Stacktechnologie des ZSW

Patentierte, erprobte Stackdesigns

  • Aktive Zellflächen 100 bis 3.000 cm²
  • Druckbereich atm. bis 30 bar Druck
  • Maximalleistung in Druckausführung: 500 kWel
  • 2 MW Stack 30 bar in der Entwicklung

Produktnahe Stackentwicklung

  • Technologiereifegrad TRL 5-6 (Versuchsaufbau bzw. Prototyp in Einsatzumgebung) nachgewiesen
  • Vollständige Dokumentation aller Bauteile
  • Konstruktive Vorprüfung und Zertifizierung nach Druckgeräte-RL/ AD 2000

Serientaugliche, patentierte Komponenten

  • Zellrahmen 100 bis 3.000 cm² fertigungsreif validiert, 10.000 cm² in der Entwicklung
  • Elektrodenpackages in flexibler und starrer Ausführung 
  • Einsatz von EPDM- oder spritzgussfähigen Kunststoffzellrahmen 
  • Spezifischer Energieverbrauch anpassbar mit verschiedenen validierten Industriebeschichtungen

Vermarktung durch Industriepartner

  • Lizensierung von Komponenten & Stacks an Industriekunden möglich
  • Umfangreiches Angebot an Testmöglichkeiten für Stacks / -Komponenten (ElyLab)
Aufbau der Alkalischen Elektrolysestacktechnologie des ZSW, bestehend aus Zellrahmen, Elektrodenpackage und Diaphragma. Der Stack ist mit einer aktiven Zellfläche von ca. 3000 cm2 auf eine Leistung von ca. 0,5 MW bei 30 bar ausgelegt.
Das Stapeln von Stackprototypen erfolgt im Labor händisch. Für dieses Stackdesign (Alkalische Druckelektrolyse 30 bar, Leistungsklasse 0,5 MW) wurde bereits eine vollautomatisierte Fertigungslinie mit einem Output von bis zu ca. 5 GW pro Jahr konzipiert.
Seitenansicht eines Elektrodenpackages. Die Elektroden werden mit Hilfe federnder Stromübertrager mit der Bipolarplatte kontaktiert. Das vom ZSW patentierte Design erlaubt eine sog. „zero gap“ Konfiguration, die aufgrund der reduzierten ohmschen Verluste in der Elektrolysezell höhere Wirkungsgrade ermöglicht.
Elektrolyestack (Alkalische Druckelektrolyse) mit einer Anschlussleistung von ca. 300 kW. Bei einem Druckniveau von 30 bar können mit diesem Elektrolyseur pro Tag etwa 150 kg Wasserstoff hergestellt werden.
Elektrodenpackage für die Alkalische Druckelektrolyse, bestehend aus Bipolarplatte, Anode und Kathode, hier mit einer aktiven Zellfläche von jeweils ca. 3000 cm2.
Laborstack bestehend aus bis zu 20 Einzelzellen mit einem Betriebsdruck von maximal 16 bar. Die Testumgebung dient der Validierung von Elektrodenkonzepten und Elektrodenbeschichtungen unter realen Einsatzbedingungen. Einzelzellspannungsabgriffe erlauben die parallele Untersuchung verschiedener Zellkonfigurationen.
Elektrode in Form eines mit Raney-Nickel beschichteten Lochblechs mit einer aktiven Zellfläche von ca. 3000 cm2.
Über geeignete CAD-Modelle lassen sich Designanpassungen an Stack und Komponenten vor der Realisierung zunächst um Bildschirm begutachten.

Im ZSW-Technikum entstehen anwendungsnahe Technologiebausteine für die Herstellung von Wasserstoff und synthetischen Folgeprodukten, die im technischen Maßstab umgesetzt und erprobt werden. 

Kontakt 
ElyLab Testzentrum: 

Thomas Ottitsch
Email: thomas.ottitsch(at)zsw-bw.de
Telefon: +49 711 7870 362

Kontakt 
Elektrolyse:

Tonja Marquard-Möllenstedt
Email: tonja.marquard-moellenstedt(at)zsw-bw.de
Telefon: +49 711 7870 285