Wasserstoff Elektrolyse

Die Wasserstoffelektrolyse ist eine der Schlüsseltechnologien für den Übergang zu einer kohlenstoffarmen Wirtschaft. Durch die Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff mithilfe elektrischer Energie bieten Elektrolyseure eine Möglichkeit zur Erzeugung von grünem Wasserstoff, wenn sie mit erneuerbaren Energiequellen wie Wind-, Solar- oder Wasserkraft betrieben werden.

Während der Schwerpunkt häufig auf dem Wirkungsgrad der Elektrolyseure und der Versorgung mit Strom aus erneuerbaren Energien liegt, wird die Wasserqualität oft übersehen. Dabei werden die Leistung, die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer eines Elektrolyseurs direkt von der Qualität des in das System eingeleiteten Speisewassers beeinflusst.

Moderne Elektrolysetechnologien, insbesondere Systeme mit Protonenaustauschmembranen (PEM), erfordern hochreines Wasser mit extrem geringen Gehalten an gelösten Ionen, Partikeln, Mikroorganismen und organischen Verunreinigungen. Selbst Spurenkonzentrationen von Verunreinigungen können die Membranleistung, die Katalysatoraktivität und den Gesamtertrag des Systems beeinträchtigen.

Die UV-Photolyse ist eine wirksame Technologie zur Reduzierung organischer Restverunreinigungen in Hochreinwassersystemen. Hochenergetische UV-Strahlung bei 185 nm löst photochemische Oxidationsreaktionen aus, durch die gelöste organische Moleküle in kleinere Verbindungen und schließlich in Kohlendioxid und Wasser zerlegt werden.

Im Rahmen eines mehrstufigen Aufbereitungsprozesses trägt die UV-Photolyse dazu bei, die von modernen Elektrolysesystemen geforderten extrem niedrigen TOC-Werte zu erreichen und aufrechtzuerhalten.

Im Gegensatz zu chemischen Oxidationsverfahren erfordert die UV-Behandlung keine Zugabe von Reagenzien und kann kontinuierlich in automatisierten Wasseraufbereitungssystemen eingesetzt werden.

Der Wasserbedarf von Elektrolyseanlagen ist deutlich höher als bei herkömmlichen industriellen Prozessen. Das Speisewasser muss strenge Reinheitsanforderungen erfüllen, um eine Verunreinigung empfindlicher Komponenten zu verhindern.

Organische Schadstoffe sind besonders problematisch, da sie zu folgenden Problemen beitragen können:

• Membranverschmutzung
• Katalysatorvergiftung
• Biofilmbildung
• Korrosionsprozesse
• Verminderte Wasserstoffreinheit
• Erhöhter Wartungsaufwand

Aus diesem Grund ist der Gesamtgehalt an organischem Kohlenstoff (TOC) ein entscheidender Parameter in Wasseraufbereitungssystemen für Elektrolyseure.

Ein typischer Aufbereitungsprozess kann Folgendes umfassen:

• Vorbehandlungsfiltration
• Aktivkohle
• Umkehrosmose
• Elektrodeionisierung (EDI)
• Ionenaustausch-Polieren
• UV-Photolyse zur Reduzierung des TOC
• Endlagerung von ultrareinem Wasser

UV-Anlagen werden üblicherweise nach den primären Reinigungsverfahren installiert, um verbleibende organische Spuren zu entfernen, bevor das Wasser in den Elektrolyseur gelangt.

Da Projekte im Bereich grüner Wasserstoff weltweit weiter an Bedeutung gewinnen, wird eine zuverlässige Wasseraufbereitung immer wichtiger. Die UV-Photolyse sorgt für eine stabile Wasserqualität, verringert Betriebsrisiken und gewährleistet eine langfristige Leistungsfähigkeit der Elektrolyseure.

Hoenle UV Disinfection bietet UV-Technologien an, die für die Integration in moderne Wasseraufbereitungssysteme konzipiert sind und weltweit Anlagen zur Wasserstoffproduktion unterstützen.

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