Nel Hydrogen wechselt zu Massendurchflussmessern für genauere Durchflussüberprüfung bei Hightech-PEM-Elektrolyseuren

Wasserstoff, das in unserem Universum am häufigsten vorkommende, energiereiche Element, ist eine sehr begehrte Energiequelle. Leider wird bei der Herstellung von Wasserstoff meist Erdgas verwendet, wodurch schädliche Treibhausgase in die Atmosphäre gelangen. In dem Bemühen, die Nachhaltigkeit von Wasserstoff zu verbessern, haben viele Forscher intensiv an der Entwicklung der Elektrolyseur-Technologie gearbeitet. Elektrolyseure sind ein vielversprechender Weg zur Erzeugung grüner Energie - und zur Erreichung des UN-Ziels, bis 2050 Netto-Null-Emissionen zu erreichen. Während die hohen Kosten für erneuerbare Energien und Technologien bisher ein Hindernis für grünen Wasserstoff darstellten, wird diese Barriere durch umfangreiche Forschungs- und Entwicklungsarbeiten abgebaut.

Nel Hydrogen: Der Wasserstoffmarkt im Wandel

Nel ist ein weltweit tätiges Wasserstoffunternehmen, das optimale Lösungen für die Herstellung, Speicherung und Verteilung von Wasserstoff aus erneuerbaren Energien anbietet. Die Wurzeln des Unternehmens reichen bis ins Jahr 1927 zurück. Seitdem blickt das Unternehmen auf eine stolze Geschichte der Entwicklung und kontinuierlichen Verbesserung von Wasserstofftechnologien zurück. Heute decken die Lösungen von Nel Hydrogen die gesamte Wertschöpfungskette ab: von Wasserstoffproduktionstechnologien bis hin zu Wasserstofftankstellen, die es der Industrie ermöglichen, auf grünen Wasserstoff umzusteigen, und die Brennstoffzellen-Elektrofahrzeugen die gleiche schnelle Betankung und große Reichweite bieten wie Fahrzeugen mit fossilen Brennstoffen - ohne die damit verbundenen Emissionen. Nel Hydrogen, ein Branchenführer bei alkalischen und PEM-Elektrolyseuren, sieht in Wasserstoff die Zukunft der Energie.

Hier erklärt Nel, wie ihre PEM-Elektrolyseure grünen Wasserstoff erzeugen:

“Bei der PEM-Wasserelektrolyse wird entionisiertes Wasser (H₂O) auf beiden Seiten einer festen Polymerelektrolytmembran einfach in seine Bestandteile Wasserstoff (H₂) und Sauerstoff (O₂) aufgespalten. Wird an den Elektrolyseur eine Gleichspannung angelegt, wird das der Anode (oder Sauerstoffelektrode) zugeführte Wasser zu Sauerstoff und Protonen oxidiert, während Elektronen freigesetzt werden. Die Protonen (H+-Ionen) wandern durch die PEM zur Kathode (oder Wasserstoffelektrode), wo sie auf Elektronen von der anderen Seite des Stromkreises treffen und zu Wasserstoffgas reduziert werden.”

 

— Nel Hydrogen

Herausforderung: Verifizierung eines Nel PEM-Geräts mit Alicat

Bevor Nel Hydrogen ein PEM-Gerät installiert, überprüft das Team, ob es die richtige Menge an Wasserstoff produziert. Diese Prozessüberprüfung erfolgt durch Messung der Wasserstoffdurchflussrate.

In der Vergangenheit hat Nel für diese Messungen herkömmliche Rotameter in Kugelbauweise verwendet. Diese erfüllten zwar ihren Zweck, doch die Rotameter-Technologie erwies sich als schwierig in der Handhabung, und die Messungen waren nicht präzise genug. Daher machte man sich auf die Suche nach einem benutzerfreundlichen, hochpräzisen Durchflussmessgerät.

Lösung: Massendurchflussmesser als Ersatz für Rotameter

Nel tauschte ihre Rotameter mit Alicat Massendurchflussmesser zu testen, ihre S-, H- und C-PEM-Elektrolyseure.

“Dadurch konnten wir unsere Testaufbauten vereinfachen, die Messgenauigkeit erhöhen bzw. die Schwankungen verringern, [und] die Durchführung der Tests ist für unsere Techniker nun wesentlich einfacher.”

 

— Philep Levesque, Fertigungsingenieur bei Nel Hydrogen

Nel Hydrogen Setup mit Massendurchflussmesser

Je nach Modell liest Nel entweder die momentane Durchflussmenge oder die durchschnittliche Durchflussmenge über einen bestimmten Zeitraum ab. Die Mittelwertbildung wird direkt vom Alicat durchgeführt, wobei Totalisator Technologie zur Mittelwertbildung der Strömung. Dadurch konnte das Team von Nel jegliche Oszillation des Durchflusses kompensieren. Die Umstellung auf Alicats verbesserte die Genauigkeit der Messungen und verkürzte die Zeit, die benötigt wurde, um zu überprüfen, ob ein Gerät ordnungsgemäß funktioniert.

Nels Zukunftspläne

Wenn grüner Wasserstoff eine praktikable Energielösung werden soll, müssen die Kosten weiter sinken, um mit fossilen Brennstoffen konkurrieren zu können. Nel arbeitet daran, Wasserstoffproduktionslösungen wie PEM-Elektrolyseure zu skalieren und noch größere Elektrolysestapel herzustellen. In der Zwischenzeit sinken die Kosten für erneuerbare Energien weiter, was sich positiv auf den Wasserstoffmarkt insgesamt auswirkt. Nel hofft, dass sie eines Tages mit Hilfe der sinkenden Kosten jedem Haushalt Generatoren zur Verfügung stellen können, so dass jeder seine eigene saubere Energie erzeugen und speichern kann.