Konventionelle Power-to-Gas-Systeme arbeiten mit der Elektrolyse von Wasser und einer optional darauf folgenden Methanisierung. Im Rahmen des Leitprojekts HydroMetha wird die Optimierung und Kopplung dieser beiden Prozesse erforscht, mit dem Ziel den Gesamtwirkungsgrad auf > 90 %el zu steigern. Unter Leitung der AVL List GmbH1 wird ein neuartiges, vollständig integriertes System der CO2 + H2O Hochtemperatur-Co-Elektrolyse mit Festoxidzellen (Co-SOEC) und der katalytischen Methanisierung entwickelt. Diese zwei Kerntechnologien werden im Labormaßstab in einem 10 kWel Gesamtsystem als Funktionsträger gekoppelt, charakterisiert und im Langzeitbetrieb getestet.
Der Funktionsträger soll folgende Ziele erreichen:
> Hocheffiziente CO2-Senke durch Umwandlung von CO2 + H2O in der entwickelten Co-SOEC Brennstoffzelle in H2 und CO mit einem Wirkungsgrad von > 90 %
> Steigerung des elektrischen Gesamtwirkungsgrades des Co-SOEC Systems mit Methanisierung, verglichen mit Niedertemperatur-PEM-Elektrolyseuren um mehr als 30 %
> Erhöhung der Leistungsdichte an der Co-SOEC Zelle um > 100 %
> Dynamischer Betrieb der Methanisierung im Lastbereich von 20 bis 120 %
> Essentiell verbessertes Wärmemanagement im Vergleich zu Systemen ohne Co-SOEC und damit eine Reduzierung der Wärmeverluste um > 50 %
Ziel ist die Etablierung einer nationalen und europäischen Wertschöpfungskette für die Co-SOEC Technologie. Durch Systemvereinfachungen, erhöhte Lebensdauer und Langlebigkeit sowie Optimierungen der gesamten Prozesskette werden Kostensenkungen und damit große Marktpotenziale für das integrierte Stromspeichersystem erwartet.
1 PROJEKTPARTNER: Fraunhofer – Institut für Keramische Technologien und Systeme, Energieinstitut an der Johannes Kepler Universität Linz, Montanuniversität Leoben/Lehrstuhl für Physikalische Chemie und Lehrstuhl für Verfahrenstechnik des industriellen Umweltschutzes, Prozess Optimal CAP GmbH
