Wir helfen Ihnen beim Übergang zu sauberer Energie
Erschließen Sie die kosteneffiziente, CO₂-arme Wasserstoffproduktion mit Hilfe von fortschrittlichen Materialien für die Wasserelektrolyse.
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Lösungen für PEM-Elektrolyse von grünem Wasserstoff
Die Protonenaustauschmembran-Wasserelektrolyse (PEM) ist eine vielversprechende Methode zur Erzeugung von grünem Wasserstoff. PEM-Elektrolyseanlagen sind jedoch teuer, da sie in der Regel teure Katalysatoren auf Iridiumbasis benötigen. Eine skalierbare, kosteneffiziente PEM-Elektrolyse, die mit dem durch Methandampfreformierung erzeugten Wasserstoff konkurrieren kann, war lange Zeit nicht möglich.
Mit Hilfe des in der Entwicklung befindlichen 3M™ Nanostructured Supported Iridium Catalyst Powder* können Sie die Kosten in Ihren PEM-Elektrolyseanlagen senken. Mit 10 Gramm können Sie 10 Tonnen Wasserstoff pro Jahr produzieren und im Vergleich zur Dampfreformierung 100 Tonnen CO₂-Emissionen pro Jahr einsparen. Wir können Ihnen helfen, die Iridium-Beladung zu reduzieren und die Systemkosten zu senken, sodass Sie die Anforderungen an die Effizienz und Lebensdauer Ihrer Elektrolyseanlage erfüllen können.
3M entwickelt diesen Katalysator mit Unterstützung des US-Energieministeriums, um Ihnen bei der Überwindung von Problemen beim Upscaling Ihrer PEM-Elektrolyse zu helfen und die Expansion der grünen Wasserstoffproduktion voranzutreiben.
* Bei diesem Produkt handelt es sich um ein Versuchs- oder Entwicklungsprodukt, das noch nicht für den allgemeinen Verkauf eingeführt oder vermarktet wurde. Seine Formulierung, seine Leistungsmerkmale und sonstigen Eigenschaften, seine Spezifikationen (sofern vorhanden), seine Verfügbarkeit und seine Preise werden nicht garantiert und können ohne vorherige Ankündigung geändert oder zurückgezogen werden.
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Fluid Handling-Lösungen für die alkalische Elektrolyse
Bei der alkalischen Elektrolyse ist Präzision entscheidend. Temperatur, Durchflussraten und Elektrolytkonzentration müssen kontrolliert werden, um die Effizienz zu maximieren, die Kosten im Griff zu behalten und grünen Wasserstoff aus alkalischer Elektrolyse wirtschaftlich zu machen. Dies erfordert Anlagen für die Alkalielektrolyse mit zuverlässigen und präzisen Fluid Handling-Systemen.
3M liefert kundenspezifische technische Keramikkomponenten, die in einer Reihe von Fluid Handling-Anwendungen zum Einsatz kommen. 3M™ Siliziumkarbid Gleitlager kombinieren tribologische Leistung unter hoher Belastung mit ausgezeichneter Korrosions- und Verschleißfestigkeit. Sie sind mit verschiedenen Prozessflüssigkeiten – einschließlich aggressiven Säuren und Laugen – kompatibel und werden in Industrie- und Prozesspumpenanwendungen für hermetisch abgedichtete Kreiselpumpen und Rührwerke eingesetzt.
Zu den technischen Keramikbauteilen von 3M gehören Dichtungen, Lager und andere Fluid Handling-Komponenten, die an die Anforderungen Ihrer Anwendung angepasst werden können. Kontaktieren Sie uns, um mehr zu erfahren.
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Das Potenzial der Festoxid-Wasserstoffelektrolyse
Es wird erwartet, dass die Festoxid-Elektrolyse eine wichtige Rolle beim Übergang zu sauberer Energie spielen wird. Festoxid-Elektrolysezellen haben das Potenzial, energieeffizienter zu sein als PEM- oder alkalische Elektrolyseanlagen, was zu einer kosteneffizienten, CO₂-armen Wasserstoffproduktion beiträgt. Sie sind ideal für die nuklear betriebene Wasserstofferzeugung (rosa Wasserstoff) und andere Anwendungen, bei denen Abwärme genutzt werden kann.
Es gibt jedoch noch einige Hindernisse, bevor die Festoxid-Elektrolyse kommerziell genutzt werden kann. Festoxid-Elektrolyseanlagen arbeiten bei hohen Temperaturen von bis zu 1.000 °C, was die mechanische und chemische Beanspruchung erhöht und die Lebensdauer der Anlage begrenzt. Die Beherrschung der thermischen Belastung bei gleichzeitiger Kostenkontrolle ist eine grundlegende Herausforderung bei der Konstruktion von Festoxid-Elektrolyseanlagen.
Weltweit führende Energieunternehmen verwendeten 3M™ Nextel™ keramische Fasern und Textilien in Festoxid-Brennstoffzellen, um die Stacks zu schützen und somit die Lebensdauer der Zellen zu verlängern. Nextel Fasern können extremen Temperaturen und schnellen Temperaturwechseln standhalten, daher untersucht 3M mögliche Anwendungsfelder in Festoxid-Elektrolyseanlagen. Kontaktieren Sie uns, um mehr zu erfahren.
PEM-Elektrolyse in Zahlen
Unter industrietypischen Betriebsbedingungen könnten Sie mit 10 Gramm 3M™ Nanostructured Supported Iridium Catalyst Powder* bis zu 10 Tonnen Wasserstoff pro Jahr durch PEM-Wasserelektrolyse produzieren. Ermöglicht wird dies durch eine Katalysatorflächenbeladung von 5 Gramm Iridium (gˡʳ/m²) oder weniger – deutlich weniger als die 20 – 25 gˡʳ/m², die andere Katalysatoren benötigen.
Bei Labortests erfüllt eine Beladung von 5 gˡʳ/m² die repräsentativen Anforderungen der Industrie an die Widerstandsfähigkeit mit Zerfallsraten von weniger als 3 mV pro 1000 Stunden bei Stromdichten bis zu 10 A/cm² und einer Betriebstemperatur von 80 °C.
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* Bei diesem Produkt handelt es sich um ein Versuchs- oder Entwicklungsprodukt, das noch nicht für den allgemeinen Verkauf eingeführt oder vermarktet wurde. Seine Formulierung, seine Leistungsmerkmale und sonstigen Eigenschaften, seine Spezifikationen (sofern vorhanden), seine Verfügbarkeit und seine Preise werden nicht garantiert und können ohne vorherige Ankündigung geändert oder zurückgezogen werden.
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Grüne Wasserstoffproduktion und die Zukunft der Dekarbonisierung
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Grüner Wasserstoff ist Wasserstoff, der ohne betriebsbedingte Kohlenstoffemissionen durch Wasserelektrolyse mit regenerativer Energie erzeugt wird. Grüner Wasserstoff bietet Energielösungen für Sektoren wie die Stahlindustrie und den Fernverkehr, welche ansonsten nur schwer zu dekarbonisieren sind.
Derzeit werden etwa 95 % des erzeugten Wasserstoffs aus Erdgas hergestellt.¹ Es wird jedoch davon ausgegangen, dass der Markt für grünen Wasserstoff schnell wachsen wird: von 1,83 Milliarden US-Dollar im Jahr 2021 auf 89,2 Milliarden US-Dollar im Jahr 2030.²
3M™ Nanostructured Supported Iridium Catalyst Powder kann Ihnen helfen, Ihre Kosten zu kontrollieren und möglicherweise lange bestehende Hindernisse für die Ausweitung der grünen Wasserstoffproduktion zu überwinden. Weitere Informationen zu unseren Klima- und Energietechnologien finden Sie im 3M 2023 Global Impact Report auf Seite 92 (Englisch, PDF, 10.2 MB) .Mit unserem Spektrum an Technologieplattformen erkundet 3M Möglichkeiten, Kunden auf der ganzen Welt bei der Lösung ihrer Dekarbonisierungsprobleme zu helfen. Unsere branchenführenden Kleb- und Dichtstoffe sind so konzipiert, dass sie unseren Kunden helfen, ihre genauen Designanforderungen zu erfüllen.
Außerdem wenden wir unser Fachwissen im Bereich der Membrantrenntechnologien auf Anwendungen im Bereich der CO₂-armen Energietrennung an. Membrantrennverfahren haben ein großes Potenzial für die Verbesserung und den Ausbau neu entwickelter Dekarbonisierungstechnologien, einschließlich der Produktion regenerativer Brennstoffe und der Kohlendioxidabscheidung. Kontaktieren Sie uns, um mehr zu erfahren.
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¹Büro für Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Technologien. „Grundlagen von Wasserstoff als Kraftstoff“. Energy.gov. Abgerufen am 28. Juli 2023. https://www.energy.gov/eere/fuelcells/hydrogen-fuel-basics.
²Vorrangforschung. „Der Markt für grünen Wasserstoff wird bis 2030 mehr als 89,18 Milliarden US-Dollar betragen“. GlobeNewswire News Room, 11. Januar 2022. https://www.globenewswire.com/news-release/2022/01/11/2364715/0/en/Green-Hydrogen-Market-Size-to-Surpass-US-89-18-Bn-by-2030.html.
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