In Arnstadt haben thyssenkrupp nucera und das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS eine neue Pilotfertigungsanlage für Elektrolyse-Stacks auf Basis der Hochtemperatur-Elektrolyse-Technologie SOEC eröffnet. Die Anlage wurde im Rahmen einer Veranstaltung mit Vertreter:innen aus Wissenschaft, Politik und Industrie feierlich eingeweiht – darunter auch der Ministerpräsident des Landes Thüringen, Prof. Dr. Mario Voigt.
Mit dem Start der Pilotproduktion beginnt eine neue Phase der strategischen Partnerschaft, die beide Organisationen im März 2024 vereinbart hatten. Ziel der Zusammenarbeit ist es, die SOEC-Technologie gemeinsam weiterzuentwickeln und für die großindustrielle Herstellung von grünem Wasserstoff nutzbar zu machen.
Robuste Stack-Technologie für industrielle Anwendungen
Die neue Fertigungslinie in Arnstadt wurde vom Fraunhofer IKTS konzipiert und gebaut. Sie ist auf eine Jahresproduktion von bis zu 8 Megawatt ausgelegt und stellt zunächst kleinere Stückzahlen der SOEC-Stacks her. Diese Stacks bilden das zentrale Element der künftigen Hochtemperatur-Elektrolyseure von thyssenkrupp nucera.
Die Technologie basiert auf einem sauerstoffleitenden keramischen Elektrolytsubstrat mit zwei Elektroden, kombiniert mit Chrom-Eisen-(CF)-Interkonnektoren. Das Design gewährleistet eine hohe Korrosionsbeständigkeit, eine optimierte thermische Zyklusleistung und eine langzeitstabile Temperaturwechselbeanspruchung. Dank der geringen Anzahl an Komponenten und der durchdachten Zelldesigns ist die Technologie für eine automatisierte Serienfertigung besonders gut geeignet.
Grüner Wasserstoff mit SOEC-Technologie effizient erzeugen
Die Hochtemperatur-Elektrolyse bietet einen hohen Wirkungsgrad, da bei der Spaltung von Wasserdampf weniger elektrische Energie benötigt wird. Besonders in Industriezweigen mit hohen Abwärmemengen, etwa in der Stahlproduktion, lässt sich der Stromverbrauch im Vergleich zu anderen Verfahren um 20 bis 30 Prozent reduzieren.
Ein weiterer Vorteil der SOEC-Technologie ist die Möglichkeit, industrielles CO₂ als Rohstoff zu nutzen. In Kombination mit grünem Wasserstoff kann daraus grünes Synthesegas erzeugt werden – eine Ausgangsbasis für nachhaltige Chemikalien und e-Fuels.
Die hervorragenden Eigenschaften der SOEC-Technologie haben uns dazu veranlasst, gemeinsam mit unserem strategischen Partner Fraunhofer IKTS die Hochtemperatur-Elektrolyse zur Marktreife zu entwickeln. Wir sind von den Vorteilen dieser Elektrolysetechnologie für die Produktion von grünem Wasserstoff überzeugt. Sie wird eine zentrale Rolle bei einem neuen, klimafreundlichen Energiemix einnehmen.
Dr. Werner Ponikwar, CEO von thyssenkrupp nucera
Auch aus wissenschaftlicher Sicht sind die Anwendungsmöglichkeiten breit gefächert. Prof. Alexander Michaelis, Institutsleiter des Fraunhofer IKTS, erklärt: „Durch die Integration der SOEC-Technologie in industrielle Abwärmequellen oder der direkten Erzeugung von Synthesegas aus Wasser und CO₂ können Unternehmen die Effizienz der Produktion von grünem Wasserstoff maximieren und ihre Dekarbonisierungsstrategie effektiv umsetzen. Diese unikalen Vorteile machen die SOEC-Technologie zu einem echten Game Changer.“
Erfahrungswerte für die Serienfertigung
Mit dem Betrieb der Pilotfertigung werden gezielt Erfahrungen gesammelt, die in den Aufbau einer vollautomatisierten Fertigung im großindustriellen Maßstab einfließen sollen. Die SOEC-Technologie ergänzt dabei die bestehende AWE-Technologie im Wasserstofftechnologie-Portfolio von thyssenkrupp nucera und stärkt deren Anwendungsbreite für industrielle Kunden.
Über Fraunhofer IKTS
Das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS entwickelt keramische Hochleistungswerkstoffe, industrierelevante Herstellungsverfahren sowie prototypische Bauteile und Systeme in vollständigen Fertigungslinien bis in den Pilotmaßstab. Ergänzt wird das Portfolio um die Kompetenzen der Werkstoffdiagnose und -prüfung. Im Fokus stehen nachhaltige und wirtschaftliche Lösungen für Energiewende, Ressourcenschonung und Digitalisierung. Im Bereich der Hochtemperatur-Elektrolyse hat das Fraunhofer IKTS verschiedene Stack-Designs entwickelt, baut Prototypen und erprobt deren Eignung für unterschiedliche Anwendungen und Lastprofile inklusive der techno-ökonomischen Bewertung. Mit aktuell rund 800 Mitarbeitenden an 14 Standorten ist das Fraunhofer IKTS das größte Keramikforschungsinstitut Europas.
Über thyssenkrupp nucera
thyssenkrupp nucera bietet weltweit führende Technologien für hocheffiziente Elektrolyseanlagen. Das Unternehmen verfügt über umfangreiches Know-how in Planung, Beschaffung und Bau von elektrochemischen Anlagen. Die Erfolgsbilanz umfasst mehr als 600 erfolgreich installierte Projekte mit einer Gesamtkapazität von mehr als 10 GW. Mit der Wasserelektrolyse-Technologie zur Erzeugung von grünem Wasserstoff schafft thyssenkrupp nucera innovative Lösungen im industriellen Maßstab für grüne Wertschöpfungsketten und eine dekarbonisierte Industrie – ein großer Schritt in Richtung Klimaneutralität. thyssenkrupp nucera hat im Juli 2023 erfolgreich einen Börsengang durchgeführt. Das Unternehmen ist Mitglied im SDAX der Frankfurter Wertpapierbörse.