Rohstoffaustausch für Katalysatoren soll Elektrolysekosten senken

Wasserstoff entsteht in der Elektrolyse aus Wasser und Strom. Damit sich im Elektrolyseur die Wasserstoffatome vom Sauerstoff im Wasser trennen, braucht es Katalysatoren. Diese bestehen heute zumeist aus extrem seltenen und teuren Metallen aus der Platingruppe. Um das besonders seltene Iridium zu ersetzen, wollen der Metallanbieter Sibanye-Stillwater und der Technologiekonzern Heraeus Precious Metals in einem Forschungsprojekt zusammenarbeiten.

Ziel sind „Katalysatoren mit hoher Aktivität und Stabilität für Protonenaustauschmembran-Elektrolyseure (PEM-Elektrolyseure)“, die zum Beispiel Ruthenium nutzen. Das Entwicklungsprojekt werde über einen Zeitraum von drei Jahren zu gleichen Teilen von den beiden Parteien finanziert. Die Ergebnisse würden gemeinsam vermarktet, kündigten die Unternehmen an.

Iridium ist extrem kostbar

Platin und Iridium sind derzeit wesentliche Bestandteile von Elektrokatalysatoren für die Erzeugung von grünem Wasserstoff durch PEM-Elektrolyse. Iridium ist jedoch eines der seltensten Platinmetalle und seine begrenzte Verfügbarkeit stellt ein potenzielles Hindernis für die künftige, großflächige Einführung von PEM-Elektrolyseuren dar, befürchten die Unternehmen. Daher sei die Verringerung der Iridiumbeladung in PEM-Elektrokatalysatoren der Schlüssel zur Sicherstellung eines nachhaltigen Wasserstoff-Ökosystems.

Damit werde es der PEM-Technologie ermöglicht, zu wettbewerbsfähigen Kosten zu arbeiten und innerhalb des nächsten Jahrzehnts eine dreistellige Gigawatt-Leistung zu erreichen, erwarten die Forschungspartner. Technologien, die Iridium reduzieren oder durch beispielsweise Ruthenium ersetzen, böten ein großes Potenzial. Die Partner wollen eine neue, robuste Lösung entwickeln, die auf der Substitution von Iridium durch andere Metalle sowie auf der Entwicklung anspruchsvollerer Metalloxidstrukturen beruht.
 
Die Entwickler

„Mit unserem gemeinsamen Know-how und unseren Ressourcen sind wir zuversichtlich, neue Lösungen zu entwickeln, die die Rolle der PEM-Elektrolyse in der Wasserstoffwirtschaft weiter stärken werden", sagte Philipp Walter, Executive Vice President New Business Development bei Heraeus Precious Metals.

Heraeus Precious Metals mit Sitz in Hanau ist ein internationaler Technologiekonzern mit technischer und fachlicher Expertise in der Entwicklung von Elektrokatalysatoren für die PEM-Elektrolyse und bei innovativen Lösungen für den nachhaltigen und kosteneffizienten Einsatz von Edelmetallkatalysatoren. „Wir sind bereit, in eine nachhaltige Rohstoffstrategie zu investieren, um die kosteneffiziente Elektrolyse zu ermöglichen", sagte Walter.

Als führender Anbieter von Metallen wie Platin, Iridium und Ruthenium investiere Sibanye-Stillwater in die Marktentwicklung und in innovative Technologien, die eine nachhaltige Nachfrage nach den vom Unternehmen produzierten Metallen ermöglichen. „Unser Ziel ist es, sicherzustellen, dass unsere Metalle, einschließlich der Platingruppenmetalle, eine entscheidende Rolle bei der Erschließung der zukünftigen grünen Wirtschaft spielen, beispielsweise im Bereich Wasserstoff“, erläuterte Neal Froneman, CEO des südafrikanischen Unternehmens.