Wie funktioniert die PEM-Elektrolyse?
Bei diesem Elektrolyseverfahren wird eine Protonen-Austausch-Membran (PEM) von hochreinem Wasser (H₂O) umspült. Die Membran liegt als ionenleitendes Medium zwischen Anode und Kathode. Wird an die beiden Elektroden eine elektrische Spannung angelegt, oxidiert das Wasser an der Anodenseite zu Sauerstoff (O₂), freien Elektronen und Wasserstoff-Ionen. Die Ionen diffundieren durch die Membran und kombinieren sich an der Kathode mit den Elektronen zu Wasserstoff-Atomen (H₂). Reaktionsprodukte der PEM-Elektrolyse sind also Wasserstoff und Sauerstoff (H₂ und O₂).
Die PEM-Wasserelektrolyse verwendet ein Festpolymer-Elektrolyt – die Polymerelektrolytmembran oder auch Protonen-Austausch-Membran – als ionenleitendes Medium zwischen Anode und Kathode. Dies unterscheidet sie von anderen Wasserelektrolyseverfahren wie der alkalischen Elektrolyse (AEL) und der Hochtemperatur-Elektrolyse (HTE) mit Festoxid-Elektrolysezellen (englisch: Solid Oxide Electrolyzer Cell, SOEC).
Funktionsprinzip der PEM-Elektrolyse
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Vorteile der PEM-Elektrolyse
Im Vergleich zu anderen Elektrolyseverfahren zeichnet sich die PEM-Elektrolyse durch größere Energiedichte und Energieeffizienz sowie ihren hohen Wasserstoffausgangsdruck aus.
Weitere Systemvorteile sind maximale Flexibilität, minimaler Platzbedarf und einfache Skalierbarkeit für den Einsatz von PEM-Elektrolyseuren. Ihre große Zuverlässigkeit und Sicherheit machen PEM-Elektrolyseure zur idealen Komplementärtechnologie für erneuerbare Energiequellen wie Wind- und Solarstrom, um grünen Wasserstoff herzustellen.
Die Inbetriebnahme der Bosch Hybrion PEM-Elektrolyse-Stacks bei Kunden startet im Jahr 2025. Alle hier genannten fachlichen Angaben sind technologische Entwicklungsziele und beziehen sich auf den Beginning of Life.
