Unter HyMotive = strategisches Industrieprojekt der EU (IPCEI):

Dezember 2023: Gigafactory für Brennstoffzellen eröffnet, Name SymphonHy
Symbio: Joint Venture von Forvia, Michelin und Stellantis
Symbio und Schaffler: Innoplate 50/50 Joint Venture für Bipolarplatten BPP

Förderprogramme Deutschland, Leitprojekt H2Giga

Die wesentlichen Maßnahmen zur Förderung eines schnellen Hochlaufs der Wasserstoff-Wirtschaft sind zusammen gefasst im Projekt "H2Giga"

Arbeitsgemeinschaft Brennstoffzelle VDMA

Weitere Leitprojekte:
H₂Mare: Wasserstofferzeugung auf See (PtX)
TransHyDE: Transportlösungen für grünen Wasserstoff

Methan-Pyrolyse

• Hazer, Australien
• TNO, Ember-Verfahren, NL
• BASF mit Gazprom (Wintershall Dea; Stand 2021)
• Kvaerner/NEL Cooperation
• Monolith Materials
• Nexus Energy Services Inc
• 
  

Pyrolyse-Öl (aus Abfall, Holz, etc.)

Brennstoffzellen - LKW`S

• Traton (VW)
• Daimler (Volvo)
• Paccar
• Xos
• Nikola
• Quantron AG (Vollsortimenter, LKW`s, Buss, kommunale Fahrzeuge wie Müllfahrzeuge), Vertriebspartner für CATL in Europa
• Hino
• Hundai (mit Faurecia)

HYPOS - das (ostdeutsche) Netzwerk aus Unternehmen und Forschung für die Wasserstoffbranche:

https://www.hypos-eastgermany.de/das-wasserstoffkonsortium/hypos-mitglieder/

USA Branchenverzeichnis für Brennstoffzellen-/Wassersofftechnik
https://hfcnexus.com/

Canadische Fuelcell - Organisation
Canadian Hydrogen and Fuel Cell Association (CHFCA)

Fachportale
https://fuelcellsworks.com

Projekte
H2 Magallanes

Vorteile Direkt-Methanol-Brennstoffzelle (HT-PEM; DMFC)

Durch die höhere Betriebstemperatur dürfen bis zu 3% Kohlenmonoxyd (CO) im Gasstrom enthalten sein

• Reduzierter Aufwand für Gasreinigung
• keine Notwendigkeit der Befeuchtung des Gasstroms
• höhere Gesamtsystem-Effizienz (Peripherie einfacher und sparsamer ~4% anstelle 10-20%))
• Methanol leicht zu handhaben (aber Herstellung aus Elektrolyse ineffizient, daher Biogas)

Arten Brennstoffzellen

Kühlung PEM-FC`s

Bei einem Wirkungsgrad von rund 50% fallen in Brennstoffzellen 50% der generierten Energie als Wärme an. Diese wird z.B. über die Bipolarplatten entnommen. Der Kühlmittelkreislauf muß dabei hochohmig sein, um nicht die Zellen kurz zu schließen (entweder entionisiertes Wasser oder Wasser/Glykol-Gemisch).

Verschiedene Brennstoffzellen-Technologien

Abkürzungen

STH  -  solar-to-hydrogen (Labormaßstab 2020: 19% Effizienz)

HRS: - Hydrogen Refilling Station, Wasserstofftankstelle

PEC:  - Solar-to-Hydrogen; elektrochemische Direktumwandlung Sonnenlicht in  Wasserstoff

AEM   -  Anion Exchange Membrane (Wasser-Elektrolyse von Enapter)

Subgasket  -  Dichtungseinheit, die Kathodenbereich  und Anodenbereich der CCM mediendicht voneinander trennt. Bei PEM-Zellen meist aus PEN-Folie. Auch gut geeignet PPS, allerdings nur, wenn entschrumpft.

 CAPEX   Capital expenditures
 CcH2   Cryo-compressed hydrogen (2,4 kWh/l)
 CGH2   Compressed gaseous hydrogen (1,3 kWh/l@700bar; 0,8 kWh/l@300bar)
 COGS   Costs of goods sold
 FCEV   Fuel cell electric vehicle
 HDV   Heavy duty vehicle
 HRS   Hydrogen refuelling station
 LDV   Light duty vehicle
 LH2   Liquid hydrogen
 LOHC   Liquid organic hydrogen carriers
 MAWP   Maximum allowable working pressure
 MDV   Medium duty vehicle
 OPEX   Operational expenditures
 PV   Passenger vehicle
 sLH2   Subcooled liquid hydrogen (2,2 kWh/l)
 TCO   Total cost of ownership
 TRL   Technology readiness level
 VSS   Vehicle storage system

Bipolarplatten

• Feintool Schweiz (auch Elektromotorbleche)
• ElringKlinger (aus Stahl) - jetzt Plastic Omnium`s Tochterunternemen EKPO Fuel Cell Technologies
• Schunk (aus Graphit)
• Graebner (Anlagentechnik)
• Schaeffler
• Borit
• Schuler Group (Anlagentechnik)
  
  

Gas Diffusion Layer

• SGL Carbon
• Freudenberg
• AvCarb
  
• Toray
• Teijin
• Mitsubishie Chemical Co. (MCC)
• CeTech
  
• 
  

Luftbefeuchter-Hersteller

• Freudenberg
• Mann & Hummel
• Knipping

Druckbehälter (Type IV Vessels) & Kompressoren

• Engineering Technology Corp.
• McClean Anderson
• Mikrosam
• Roth Composite Machinery (Rothawin Wickeltechnologie)
• Cevotec
• Hexagon Purus (zusammen mit Wystrach seit Okt. 2021)
• Burckhardt Kompressoren
  
• Hexcel (Carbonfasern)
• SGL Carbon (Carbonfasern)
• Izumi Int. (Anlagen zur Verarbeitung von Kohlefasern)
• Umoe Advanced Composites
• https://www.neuman-esser.de/ Kompressoren und Elektrolyse (Hytron)
  

Membranhersteller für PEM-FC und -EC (Proton Exchange)

• Nafion™ (Chemours)
• Flemion™ (AGC; Forblue™)
• Hyflon® (Solvay)
• Aquivion® (Solvay)
• Kohlenwasserstoffmembrane(z.B. sPAES):
• Pemion™ (Ionomr Innovations, CA)
• Nexar™ (Kraton Performance Polymers)
• Fumasep® (Fumatech (BWT), Dtld)
• CMI-7000 (Membranes International)
  
  

Membranen für Alkali-AEM-Elektrolyse (Anionen Exchange)

• Fumasep® (Fumatech, Dtld)
  z.B. FAS-PET-75
• A201 (Tokuyama, JP)
• Sustainion® (Dioxyde Materials, US)
• Aemion™ (Ionomr, CA)
  
• Orion TM1(Orion Polymer, US)
• AMI-7001 (Membranes International)
  
  

Elektrolyse-Technik:

• Alkalische Elektrolyse (KOH)
• PEM (Polymer Electrolyte Membrane)
• Hochtemperatur-Festelektrolyt-Elektrolyse (SOEC; Solid Oxide Electrolysis)
• Anionenaustauschmembran-Elektrolyse (AEM)
  

Ammoniak aus (grünem) Wasserstoff

Ammoniak hat einen höheren Energiegehalt wie hochkomprimierter oder flüssiger Wasserstoff. Dabei ist das (giftige) Gas bereits bei geringem Überdruck (9 bar) oder Abkühlung (-33°C) flüssig.

Ammoniak besteht aus Wasserstoff und Stickstoff. Es dient z.Z. noch vorrangig der Düngemittel-Produktion.

Hergestellt wird Ammoniak vor allem im 100 Jahre alten Haber-Bosch-Verfahren der BASF. Verschiedene Katalysatoren für dieses Verfahren optimieren den Energie-intensiven Prozeß. Diese werden u.a von Johnson Matthey, Haldor Topsoe, Clariant oder Casale (CH) angeboten.

Die größten Wasserstoff-Projekte sind daher auch auf die Herstellung von Ammoniak ausgerichtet. Durch die hohe Energiedichte kann Ammoniak als Speichermedium für Wasserstoff dienen. Heutige Elektrolyseure benötigen reines Wasser, daher sind in vielen Fällen auch Meerwasserentsalzungsanlagen mit geplant (Wasserversorgung für die Bevölkerung in ariden Gebieten).

Die fünf größten Wasserstoffprojekte (Stand 2022)

Hyrasia One, Kasachstan, 40 GW Wind/Solar, 20 GW Elektrolyseure

Asian Renewable Energy Hub, Australien, 26 GW WIND/SOLAR, 23 GW Elektrolyseure H2 + NH3

AquaVentus, Helgoland (D), 10 GW Elektrolyseure (2035) H2

Murchison Renewable Hydrogen, Australien, 5 GW Elektrolyseure H2

NortH2, Niederlande, 4 GW Elektrolyseure (2030) H2

Helios Green Fuels, Saudi-Arabien, 4 GW Solar, 20 MW Elektrolyseur H2 + NH3

Weitere Projekte h2 / Ammonium

Mississippi Clean Hydrogen Hub (Hystor Energy)

Herstellung von Wasserstoff - Elektrolyseure (Stand 2022)

• AVX/KUMATEC Hydrogen GmbH & Co. KG
• Enapter
• NEL Hydrogen Elektrolyser
• elogen
• green-H2-systems
• HIAT gGmbH
• Hoeller Electrolyzer GmbH
• H-TEC SYSTEMS GmbH
• Hydrogenics (Cummins Inc.)
• ITMPower
• McPhy Energy S.A.
• ostermeier H2ydrogen Solutions GmbH
• PlugPower Inc.
• Siemens Energy
• Sunfire GmbH
• Teledyne Tech.
• thyssenkrupp Nucera