Alkalische Elektrolyse (AEL)
Bewährte Technologie für effiziente Wasserstoffproduktion
Was ist die Alkalische Elektrolyse?
Die Alkalische Elektrolyse (AEL) ist eine der ältesten und am weitesten verbreiteten Technologien zur Wasserstoffproduktion. Sie basiert auf einer elektrochemischen Reaktion, bei der Wasser mithilfe von elektrischem Strom in Wasserstoff (H₂) und Sauerstoff (O₂) aufgespalten wird. Dabei wird eine alkalische Elektrolytlösung (z. B. Kaliumhydroxid, KOH) als Medium verwendet, um die Ionenleitung zwischen den Elektroden zu ermöglichen.
Funktionsweise der Alkalischen Elektrolyse
Elektrolytlösung: Eine alkalische Lösung aus Kaliumhydroxid (KOH) oder Natriumhydroxid (NaOH) dient als leitfähiges Medium.
Elektroden: Eine Anode (Nickel oder Eisen) und eine Kathode (ebenfalls Nickel oder Eisen) ermöglichen die Elektrolyse-Reaktion.
Spaltung des Wassers: An der Kathode entsteht Wasserstoff (H₂).
An der Anode entsteht Sauerstoff (O₂).
Separierung der Gase: Eine spezielle Membran oder Diaphragma verhindert die Vermischung von Wasserstoff und Sauerstoff.
Vorteile der Alkalischen Elektrolyse
✔ Kostengünstige Technologie – Seit Jahrzehnten erprobt und optimiert
✔ Hoher Wirkungsgrad (bis zu 70%) – Effiziente Wasserstoffproduktion
✔ Lange Lebensdauer – Robust und zuverlässig im industriellen Einsatz
✔ Großskalige Anwendungen – Ideal für die industrielle Wasserstoffherstellung
✔ Einfache Wartung & Betrieb – Keine teuren Edelmetalle wie bei PEM-Systemen erforderlich
Nachteile & Herausforderungen der ALE
❌ Geringere Flexibilität bei Laständerungen – Nicht ideal für stark schwankende Stromquellen wie Wind- oder Solarstrom
❌ Relativ niedrige Stromdichte – Benötigt größere Anlagen für hohe Produktionsmengen
❌ Korrosionsanfälligkeit – Materialien müssen gegen alkalische Lösungen beständig sein
Anwendungsbereiche der Alkalischen Elektrolyse
Industrie & Chemie
Herstellung von Wasserstoff für die Ammoniak- und Düngemittelproduktion
Wasserstofftankstellen
Versorgung von Brennstoffzellenfahrzeugen mit grünem Wasserstoff
Energiespeicherung
Nutzung überschüssiger erneuerbarer Energie zur Wasserstofferzeugung
Stahlindustrie & Metallverarbeitung
Dekarbonisierung durch Einsatz von grünem Wasserstoff
Vergleich: AEL vs. Andere Elektrolysetechnologien
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Technologie |
Vorteile |
Nachteile |
|---|---|---|
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AEL (Alkalische Elektrolyse) |
Günstig, bewährt, langlebig |
Geringere Stromdichte, langsame Reaktionszeit |
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SOEC (Hochtemperatur-Elektrolyse) |
Höchste Effizienz, Abwärmenutzung möglich |
Hohe Temperaturen, begrenzte kommerzielle Verfügbarkeit |
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AEM-Elektrolyse |
Kombination von AEL- und PEM-Vorteilen |
Bis einstellige MW Leistung, geringere kommerzielle Verfügbarkeit |
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PEM-Elektrolyse |
Höhere Flexibilität & Effizienz |
Höhere Kosten, Edelmetallkatalysatoren erforderlich |
Zukunftsperspektiven der Alkalischen Elektrolyse
Die AEL-Technologie wird kontinuierlich weiterentwickelt, um Effizienzsteigerungen und verbesserte Materialbeständigkeit zu erreichen. Besonders im Rahmen der globalen Energiewende bleibt sie eine der Schlüsseltechnologien für die Wasserstoffwirtschaft.