Ein Verbund mehrerer Forschungsinstitute aus Kiel hat ein Verfahren zur Elektrolyse aus Salzwasser an Offshore-Windanlagen entwickelt. Das Besondere an der Technologie Mikroorganismen sollen teure Katalysatoren ersetzen und Meerwasser direkt in Wasserstoff umwandeln. Das verfahren soll nun drei Jahre lang vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel, die Fachhochschule Kiel und das Technologieunternehmen Element22 getestet werden.
Das Projekt SalYsAse möchte neue Wege bei der Elektrolyse beschreiten. Konventionelle Elektrolyseure benötigen aufbereitetes und entsalztes Süßwasser, um Korrosion und die Entstehung von giftigem Chlorgas zu vermeiden. Die direkte Nutzung von Meerwasser könnte die kostspieligen Entsalzungsprozesse jedoch überflüssig machen.
Dies bringt aber neue Herausforderungen mit sich, etwa die hohe Korrosivität von Salzwasser, die die empfindlichen Komponenten eines Elektrolyseurs beschädigen kann. Das Kieler Forschungsteam will die Schwierigkeiten der Salzwasserelektrolyse durch den Einsatz geeigneter Werkstoffe in Kombination mit speziell angepassten Mikroorganismen lösen.
„Oftmals wird das chemische Element Iridium als Katalysator genutzt, da es sehr beständig gegenüber Korrosion ist. Allerdings ist es selten und daher nur begrenzt verfügbar. Deshalb wollen wir Biokatalysatoren in Form von Mikroben nutzen“, so Projektleiterin Prof. Dr. Mirjam Perner laut der Pressemeldung des GEOMAR.
Mikroben ersetzen seltenes Iridium
Die Bakterien sollen auf porösen Titanstrukturen angesiedelt werden, die gleichzeitig als Transportschicht für Strom und Reaktionsmedien fungieren. „Die Besonderheit in SalYsAse liegt darin, dass die poröse Transportschicht nicht nur den Strom und die Reaktionsmedien leitet. Wir gestalten sie so, dass diese Schicht auch als Träger für die Mikroben fungiert“, so Florian Gerdts, leitender Prozessingenieur bei Element22.
Das Verfahren soll direkt an Offshore-Windanlagen zum Einsatz kommen und damit Stromtransportverluste vermeiden. Offshore-Windparks produzieren häufig mehr Energie, als über die Seekabel an Land übertragen werden kann. Die direkte Umwandlung in Wasserstoff vor Ort könnte diese Überschussenergie nutzbar machen.
Das Projekt ist an das schleswig-holsteinische Innovationsbündnis CAPTN Energy angebunden, das sich auf erneuerbare Energien für maritime Anwendungen spezialisiert hat. Vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt erhalten die Forschenden Fördermittel in Höhe von 733.000 Euro.
2023 untersuchte ein internationales Forscher-Team bereits ein ähnliches Verfahren. Die Wissenschaftler:innen der Universitäten Adelaide, Tianjin, Nankai sowie der Kent State University setzten allerdings nicht auf Mikroben, sondern eine spezielle Schutzschicht für die Elektroden aus Lewis-Säure.
