Solarstrom in Wasserstoff speichern

EU-Projekt will eine wirtschaftlich tragbare Technologie für die solare Wasserstofferzeugung entwickeln. Das Ziel: Wasserstoff günstig erzeugen und als Solarspeicher nutzen.

An sonnigen Wochenenden kann die Photovoltaik schon heute bis zu 50 Prozent des Nettostrombedarfs decken, berichtet das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE). Doch bei schlechtem Wetter oder nachts liefern Solarzellen keinen Strom, weshalb Systeme gebraucht werden, die Teile der erzeugten Energie speichern und bei Bedarf wieder abgeben, so dass keine Versorgungslücken entstehen.

Kombiniert man Photovoltaikzellen mit Elektrokatalysatoren, kann man Wasser in seine Elemente Wasserstoff und Sauerstoff aufspalten. Der solar erzeugte Wasserstoff kann vielseitig als Brennstoff eingesetzt werden. Er speichert die Sonnenenergie in chemischer Form und kann sie über eine Brennstoffzelle wieder freisetzen. Trotz großer Fortschritte in der Forschung auf diesem Gebiet hat sich bislang kein groß angelegter Technologieansatz durchgesetzt. Das EU-Projekt "Pecsys" will jetzt einem Ansatz zum Durchbruch verhelfen.

Forscher aus drei Ländern arbeiten zusammen

Koordiniert vom Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) wollen Forscher aus Deutschland, Italien und Schweden innerhalb von vier Jahren eine wirtschaftlich umsetzbare Technologie für die solare Wasserstofferzeugung entwickeln. Die Kosten für den erzeugten Wasserstoff sollen dabei bei unter fünf Euro pro Kilogramm liegen, zum Vergleich: Momentan liegt der Preis für ein Kilogramm Wasserstoff bei acht Euro.

Zum Abschluss des Projekts wollen die Partner mehrere Module mit einer Gesamtfläche von zehn Quadratmetern aufbauen, um Stabilität und Ertrag auf großer Fläche zu demonstrieren. "Die Ziele des Projektes sind ehrgeizig und sehr konkret", erläutert HZB-Forscherin Dr. Sonya Calnan, Sprecherin des EU-Projekts. Das Vorführsystem soll auf einer Fläche von mehr als zehn Quadratmetern entstehen, mehr als sechs Prozent der Solarenergie chemisch umwandeln und mindestens sechs Monate lang stabil funktionieren.

System soll auch unter extremen Umweltbedingungen funktionieren

Zum Einsatz kommen Solarzellen aus unterschiedlichen Materialien, darunter Silizium sowie Tandemsolarzellen aus Perowskit und Silizum. Sie werden ebenso getestet wie unterschiedliche Elektrokatalysatoren und Membranen. Auch eine geeignete Versiegelung muss gefunden werden, denn die Forscher wollen ein Bauelement aus "einem Block" entwickeln, das auch extremen Wetter- und Umweltbedingungen gewachsen ist. "Pecsys" ist Teil des EU-Forschungsprogramms "Horizon 2020" und wird mit 2,5 Millionen Euro gefördert.