Aufbau, Inbetriebnahme und Betrieb einer Wasserstofftrocknung mit anschließender Kompression und Speicherung zur Untersuchung des Beladungs- und Regenerationsverhaltens

Overview

Nach dem erfolgreichen Aufbau, der Inbetriebnahme und dem kontinuierlichen Betrieb eines PEM-Druckelektrolyseurs nach aktuellem Industriestandard soll der erzeugte Wasserstoff nun unter Druck gespeichert werden, um reale Einsatzszenarien möglichst praxisnah abbilden zu können. Der hierfür erforderliche Wasserstoffkompressor wurde bereits beschafft und befindet sich aktuell im Aufbau. Vor der Kompression ist es jedoch notwendig, den im Produktgas enthaltenen Wasserdampf zu entfernen, da Feuchtigkeit die Qualität des Wasserstoffs und die Funktion nachgeschalteter Komponenten negativ beeinflussen kann. Für die Gas-trocknung kommen vor allem hygroskopische Materialien wie Molsiebe und Silicagel zum Einsatz, die den Wasserdampf durch Adsorption aus dem Gasstrom entfernen. Die Auslegung, Konstruktion und der Betrieb solcher Trocknungsanlagen stellen Unternehmen jedoch vor erhebliche Herausforderungen. Während die zugrunde liegende Mikrokinetik der Adsorptionsprozesse wissenschaftlich gut verstanden ist, lässt sich die Makrokinetik – also das Verhalten im großtechnischen Maßstab – nur begrenzt aus theoretischen Modellen ableiten. Dies erschwert die Skalierung vom Labormaßstab hin zu industriellen Anlagen und erfordert oft umfangreiche Versuchsreihen. Das vorgestellte Projekt widmet sich daher dem Aufbau, der Inbetriebnahme und dem ersten Betrieb einer Testanlage zur Wasserstofftrocknung. Ziel ist es, unter realistischen Bedingungen die notwendigen Auslegungsparameter im Betrieb zu ermitteln sowie die Betriebsparameter in Bezug auf das Durchbruchverhalten der Adsorbentien und deren Regeneration zu optimieren. Die Versuchsanlage ermöglicht es, praxisrelevante Daten zu gewinnen, die für die Entwicklung und den Betrieb zukünftiger industrieller Wasserstoffspeicherlösungen von entscheidender Bedeutung sind.