Wasserstoffproduzierende Solarmodule stehen kurz vor der Kommerzialisierung

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von pv magazine Global

Forscher der KU Leuven in Belgien haben ein Wasserstoffmodul entwickelt, das Wasserdampf aus der Luft mit Hilfe von Sonnenlicht direkt in Wasserstoffgas umwandelt. Sie erklärten, dass es 250 Liter Wasserstoff pro Tag mit einem Wirkungsgrad von 15 Prozent produziert. Die belgischen Forscher entwickeln es im Projekt „Solhyd“. Dies befindet sich aktuell in der Übergangsphase von der Forschung zur Anwendung.

Kurz gesagt handelt es sich bei den Wasserstoffmodulen um Module, die Sonnenenergie nutzen, um Wassermoleküle zu spalten und Wasserstoffgas zu erzeugen. Das bedeutet, dass nur die trockensten Orte auf der Erde zu wasserarm sind, damit Wasserstoffmodule effizient arbeiten können. Sie ähneln den klassischen Solarmodulen, sind aber nicht mit einem Stromkabel, sondern mit Gasschläuchen verbunden.

Konkret wird die Elektrizität von der obersten Schicht des Solarmoduls erzeugt, darunter befindet sich ein Röhrensystem, in dem der Wasserstoff aus Wassermolekülen gewonnen wird, die mithilfe einer Membran direkt aus der Luft gewonnen werden.

„Die ‚Solhyd‘-Wasserstoffmodule sind mit den meisten handelsüblichen modernen Photovoltaik-Modulen kompatibel, die direkt an unser System angeschlossen werden. Auf diese Weise können wir von den laufenden Entwicklungen und Kostensenkungen in der Photovoltaik-Industrie profitieren“, erklärt der KU Leuven-Forscher Jan Rongé auf Anfrage von pv magazine. „Um diese Synergie noch zu verstärken, sind die „Solhyd“-Wasserstoffmodule mit den üblichen Photovoltaik-Montagesystemen kompatibel“.

Die Forscher beschreiben das Wasserstoffmodul als klein, modular und ideal für die dezentrale Produktion. Sie schätzten, dass 20 dieser Module den ganzen Winter über Strom und Wärme für ein gut isoliertes Haus mit einer Wärmepumpe liefern könnten. Zusammen mit einem thermischen Solarkollektor und herkömmlichen Sonnenmodulen könnten die Wasserstoffmodule das ganze Jahr über Häuser heizen und Strom liefern.

Die Forscher haben über ein Jahrzehnt lang an der Technik gefeilt. Die handgefertigten Prototypen wurden dann von Comate Engineering & Design in ein attraktives Industriedesign gegossen.

Foto: Comate

„Die Wasserstoffmodule selbst speichern keinen Wasserstoff und arbeiten mit sehr niedrigem Druck. Dies hat mehrere Sicherheits- und Kostenvorteile. Der Wasserstoff wird zentral in der Anlage gesammelt und dann bei Bedarf komprimiert“, so Rongé. „Wasserstoff kann in komprimierter Form unbegrenzt gelagert werden. Natürlich gibt es Anwendungen, die keine Komprimierung benötigen oder andere Speichermethoden verwenden.“

Rongé sagt weiter: „Kurzfristig zielen wir vor allem auf mittelgroße Anwendungen wie Notstromversorgung, Logistik, Schwertransport, aber auch auf die Energieversorgung im globalen Süden. Später kann man sich alles vorstellen, von der Ammoniakproduktion im großen Maßstab bis hin zu kleinen netzunabhängigen Systemen.“

Die Forscher erklären, dass sie eine ähnliche Kostenkurve für das System wie bei der Photovoltaik voraussehen. Sie weisen darauf hin, dass sie nicht-edle Materialien verwenden, um die Wasserstoffmodule erschwinglich zu halten. Seit dem Start des Projekts im Jahr 2011 haben sie mehrere Prototypen getestet und sind bereit, die industrielle Produktion von Wasserstoffmodule aufzunehmen.

Im September zogen die Forscher mit ihrem „Solhyd“-Projekt von den Universitätslabors in eine neue 350 Quadratmeter große Produktionsstätte in der Nähe der belgischen Stadt Leuven um, wo mit Hilfe der flämischen Regierung Pilot-Produktionslinien eingerichtet wurden. Zunächst wird das Team ein paar Dutzend Wasserstoffmodule für kleine Pilotprojekte herstellen. Doch bis 2026 will das Team die Produktion auf 5.000 Module pro Jahr hochfahren. „Zum jetzigen Zeitpunkt gehen wir davon aus, dass das Produkt ab 2026 kommerziell verfügbar sein wird“, so Rongé. „Wenn wir die Massenproduktion erreichen, wird der Preis in der Nähe des Preises der heutigen Photovoltaik-Module liegen.“

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