Die Produktion von grünem Wasserstoff ohne Elektrolyseure macht ein Gründungsprojekt des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) möglich. Das Spin-off „Photreon“ hat sogenannte Photoreaktorpaneele entwickelt, die Wasserstoff kostengünstig und skalierbar aus Sonnenlicht und Wasser erzeugen, heißt es in einer Mitteilung. Die Paneele seien sowohl für dezentrale Anwendungen als auch für große Anlagen in sonnenreichen Regionen geeignet. 

Die Herstellung von grünem Wasserstoff gilt bislang als kostenintensiv, technisch komplex und stark von Strom- sowie Netzinfrastrukturen abhängig. Das KIT-Gründungsprojekt verfolgt einen anderen Ansatz. „Wir überspringen den Umweg über stromgebundene Elektrolyse und produzieren chemische Energie aus Sonne und Wasser“, sagt Mitgründer Paul Kant vom Institut für Mikroverfahrenstechnik (IMVT) des KIT. Photovoltaik und Elektrolyse würden durch einen einzigen Prozessschritt ersetzt. Ziel sei es, die Wasserstoffproduktion zu vereinfachen und neue Anwendungsfelder zu erschließen. 

Der Ansatz basiert auf dem Prinzip der sogenannten Photokatalyse. Anders als bei der Photovoltaik wird das Sonnenlicht nicht zunächst in Strom umgewandelt. Stattdessen löst die eingestrahlte Energie direkt eine chemische Reaktion aus, heißt es vom KIT. Speziell entwickelte lichtaktive Materialien absorbieren die Strahlungsenergie und versetzen Elektronen in einen angeregten Zustand. Diese treiben die Spaltung von Wasser (H2O) in Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) an.

Design ist auf Serienfertigung ausgelegt

Photreon setzt dieses Prinzip in einem zum Patent angemeldeten Photoreaktorpaneel technisch um. Die modular aufgebauten Systeme sollen sich sowohl für dezentrale Anwendungen als auch für größere Anlagen eignen. Nach Unternehmensangaben ist das Design auf Serienfertigung mit gängigen industriellen Verfahren ausgelegt und nutzt kostengünstige Materialien.

Die Technologie zielt vor allem auf Anwendungen, bei denen Wasserstoff bislang nur mit hohem Aufwand bereitgestellt werden kann. Dazu zählen mittelständische Industrieunternehmen, die ihren Bedarf künftig direkt am Standort decken könnten, etwa in der Spezialchemie, der Lebensmittelindustrie oder der Metallverarbeitung.

Darüber hinaus sieht Photreon Einsatzmöglichkeiten in großflächigen Projekten in Regionen mit hoher Sonneneinstrahlung. „Gerade dort, wo weder Stromnetze noch eine Anbindung an ein Wasserstoffnetz vorhanden sind, eröffnet unsere Technologie neue Spielräume für die lokale Erzeugung.“

Mit dem Verzicht auf Elektrolyseure und elektrische Infrastruktur zielt das Konzept darauf ab, die Komplexität der Wasserstoffproduktion zu reduzieren und neue, netzunabhängige Wertschöpfungsketten zu ermöglichen.