AEM-Elektrolyse
(Anion Exchange Membrane Electrolysis)
Die hybride Lösung für flexible Wasserstoffproduktion
Was ist die AEM-Elektrolyse?
Die AEM-Elektrolyse (Anion Exchange Membrane Electrolysis, AEMEL) ist eine relativ neue und vielversprechende Technologie, die Elemente der Alkalischen Elektrolyse (AEL) und der PEM-Elektrolyse (PEMEL) kombiniert. Sie nutzt eine anionenleitende Membran anstelle eines flüssigen Elektrolyts und verbindet so die Vorteile beider Systeme: günstige Materialien der AEL mit der hohen Effizienz und Dynamik der PEM-Technologie.
Funktionsweise der AEM-Elektrolyse
Anionenaustauschmembran: Diese trennt die Elektroden und ermöglicht die selektive Durchleitung von Hydroxid-Ionen (OH⁻).
Elektroden:
Kathode: Hier wird Wasserstoff (H₂) erzeugt.
Anode: Wassermoleküle werden gespalten, wobei Sauerstoff (O₂) und Hydroxid-Ionen (OH⁻) entstehen.
Günstige Materialien: AEM-Systeme verzichten auf teure Edelmetalle wie Platin und nutzen stattdessen Nickel oder Kobalt.
Geringe Betriebstemperatur: Arbeitet effizient bei Temperaturen unter 100°C.
Vorteile der AEM-Elektrolyse
Niedrige Materialkosten – Kein Bedarf an teuren Edelmetallen wie bei PEM-Elektrolyse Hohe Effizienz – Wirkungsgrad ähnlich oder besser als AEL Flexibel bei Stromschwankungen – Besser für erneuerbare Energien als AEL Kompakte Bauweise – Einfach zu skalieren für dezentrale Anwendungen
Nachteile & Herausforderungen der AEMEL
Noch in Entwicklung – Kommerzielle Verfügbarkeit ist begrenzt Lebensdauer der Membran – Längere Haltbarkeit muss noch optimiert werden Weniger erprobt als AEL und PEM – Weniger industrielle Großanlagen verfügbar
Anwendungsbereiche der AEM-Elektrolyse
Dezentrale Wasserstoffproduktion
Ideal für kleine bis mittlere Anwendungen
Netzstabilisierung & Energiespeicherung
Power-to-Gas-Konzepte für Wasserstoffspeicherung
Integration erneuerbarer Energien
Direkt kombinierbar mit Solar- und Windstrom
Industrielle Wasserstoffnutzung
Alternative zu bestehenden Technologien für grüne H₂-Erzeugung
Vergleich: AEM vs. Andere Elektrolysetechnologien
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Technologie |
Vorteile |
Nachteile |
|---|---|---|
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AEL (Alkalische Elektrolyse) |
Günstig, bewährt, langlebig |
Geringere Stromdichte, langsame Reaktionszeit |
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SOEC (Hochtemperatur-Elektrolyse) |
Höchste Effizienz, Abwärmenutzung möglich |
Hohe Temperaturen, begrenzte kommerzielle Verfügbarkeit |
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AEM-Elektrolyse |
Kombination von AEL- und PEM-Vorteilen |
Bis einstellige MW Leistung, geringere kommerzielle Verfügbarkeit |
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PEM-Elektrolyse |
Höhere Flexibilität & Effizienz |
Höhere Kosten, Edelmetallkatalysatoren erforderlich |
Zukunftsperspektiven der AEM-Elektrolyse
Die AEM-Technologie hat das Potenzial, die nächste Generation von Elektrolyseuren für kosteneffiziente und flexible Wasserstoffproduktion zu werden. Forschungsanstrengungen konzentrieren sich auf die Verlängerung der Membranlebensdauer und die Optimierung der Zellleistung. Mit weiteren technologischen Fortschritten könnte AEM eine skalierbare und wirtschaftliche Alternative zu etablierten Systemen werden.