Technologie

Die PEM-Brennstoffzelle (Proton-Exchange-Membrane) und die PEM-Elektrolyseur-Technologien ergänzen sich und bieten innovative, saubere Lösungen zur Nutzung von Wasserstoff (H₂) als Energiezwischenträger. Sie können Elektronen ersetzen und ermöglichen einen flexibleren Energietransport, eine effizientere Speicherung und vielseitigere Nutzung im Vergleich zu Batterien.

Greenerity nimmt in beiden Bereichen eine Schlüsselrolle in der Lieferkette ein und liefert essenzielle Komponenten für diese Systeme, um den Übergang zu einer Wasserstoff-basierten Gesellschaft zu fördern.

Darüber hinaus entwickeln wir Produkte für verwandte Anwendungsgebiete wie elektrochemische Sensorik und Wasserstoffkompression.

Greenerity's "Open Business Model"

Die Erfolgsgeschichte von Greenerity basiert auf modernsten Materialien von den besten Lieferanten

Greenerity verfolgt mit seinem offenen Geschäftsmodell drei Hauptziele:

Mit diesen Ansätzen leistet Greenerity einen wichtigen Beitrag zur Weiterentwicklung und Etablierung nachhaltiger Energielösungen.

PEM-Wasserelektrolyse

Technologie

Technologie

PEM-Wasserelektrolyseure (Proton-Exchange-Membrane) sind eine der dynamischsten und effizientesten Technologien zur Erzeugung von Wasserstoff. Die langjährige und erfahrene Kompetenz von Greenerity hat dazu beigetragen, zusammen mit führenden Herstellern leistungsstarke Systeme zu realisieren. Gleichzeitig arbeitet Greenerity daran, die Leistung und Kosten der Produkte weiter zu optimieren.

Elektrochemie und Katalyse

Elektrochemie und Katalyse

Unter Verwendung von Wasser (H₂O) und Elektronen wird das Wassermolekül elektrochemisch in Wasserstoff (H₂) und Sauerstoff (O₂) gespalten. Das PEM-Wasserelektrolysesystem besteht aus einem WES-Stack, der von einem elektronischen System und unterstützenden Komponenten umgeben ist. Diese werden oft als „Balance-of-Plant“ bezeichnet und umfassen unter anderem die Wasseraufbereitung zur Erzielung einer niedrigen Leitfähigkeit (unter 5µS/cm), die Gleichstromversorgung, Puffertanks und Niederdruckkompressoren.

Balance-of-Plant

Balance-of-Plant

Das „Balance-of-Plant“ muss so ausgelegt sein, dass eine stabile Steuerung des Elektrolyseur-Stacks möglich ist. Dabei wird entionisiertes Wasser der Anodenelektrode zugeführt, während unter Druck stehende Gase zu den Auslässen fließen – bis zu 30 bar für H₂.

Elektrolyse-Stack​

Elektrolyse-Stack​

Der Elektrolyse-Stack besteht aus Endplatten, Stromkollektoren und Zellpaketen. Diese Pakete bestehen aus bipolaren Platten und katalysatorbeschichteten Membranen (CCM), die die Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff ermöglichen. Für einen PEM-Wasserelektrolyseur werden in der Regel einige hundert Zellpakete benötigt.

Anwendung eines PEM-Wasserelektrolyseurs

Wasserstofftankstellen

Wasserstofftankstellen ermöglichen die Verteilung von Wasserstoff innerhalb des notwendigen Verteilernetzes für die H₂-Mobilität.

Strom- und Wärmeerzeugung

Wasserstoff (H₂) kann problemlos als Zwischenenergieträger verwendet werden. Er erleichtert die vorübergehende Speicherung von Energie, stabilisiert das Stromnetz und erzeugt gleichzeitig Wärme. Dies führt zu einer Optimierung der globalen Effizienz.

Industry Feedstock

Wasserstoff (H₂) wird bereits in zahlreichen Branchen eingesetzt. Der CO₂-Fußabdruck, der derzeit durch die Nutzung von fossiler Brennstoffe entsteht, könnte durch den Wechsel zu Elektrolyseuren erheblich reduziert werden. Diese Technologie ermöglicht die Produktion von grünem Wasserstoff, der nur einen sehr geringen CO₂-Fußabdruck aufweist.

Meilensteine im Bereich PEM-Elektrolyse

Stärken von Greenerity

  • Bewährte Erfolgsbilanz: Greenerity hat eine nachgewiesene Erfolgsbilanz in der Belieferung von Weltmarktführern im WES-Markt.
  • Fokus auf Technologie und Industrialisierung: Seit über 30 Jahren konzentriert sich Greenerity auf Technologie-Demonstrations- und Industrialisierungsprogramme.
  • Globale Expansion: Greenerity expandiert kontinuierlich weltweit.

Ziele von Greenerity

  1. Niedrige H₂-Preise ermöglichen: Erhöhung der Stromdichte auf eine Zellspannung von 1,8V und Erreichung einer Haltbarkeit von 80.000 Stunden.
  2. Angemessene Investitionen für Kapazitätserweiterungen ermöglichen: Reduzierung der Kapitalkosten, um den Ausbau von Megawatt (MW) auf Gigawatt (GW) zu unterstützen.

PEM-Brennstoffzelle

Technologie

Technologie

Die PEM-Brennstoffzelle (Proton-Exchange-Membrane) ist eine der effizientesten Technologien zur Erzeugung von Elektrizität. Greenerity hat sich auf die Produktion und Entwicklung von Katalysator-beschichteten Membranen (CCM) und Membran-Elektroden-Einheiten (MEA) spezialisiert, die als Stück- und Rollenware angeboten werden. Diese Produkte bieten Herstellern von Brennstoffzellensystemen und OEMs die beste Leistung und Stabilität.

Wasserstoff und Sauerstoff als sauberer Energieträger

Wasserstoff und Sauerstoff als sauberer Energieträger

Die PEM-Brennstoffzelle ermöglicht die elektrochemische Reaktion von Wasserstoff (H₂) mit Sauerstoff (O₂) aus der Luft. Dabei entsteht als einziges Produkt Wasser (H₂O), während die Elektronen zur Stromerzeugung genutzt werden.

Balance-of-Plant

Balance-of-Plant

Das System besteht aus einem Brennstoffzellen-Stapel, der von einem elektronischen Steuersystem und unterstützenden Komponenten umgeben ist, zusammen als „Balance-of-Plant“ bezeichnet. Dazu gehören unter anderem Durchflussregler, Befeuchter und Kühlsysteme.

Brennstoffzellen-Stack​

Brennstoffzellen-Stack​

Für eine stabile Steuerung des Brennstoffzellenstapels müssen H₂ und O₂ unabhängig voneinander an die Anoden- bzw. Kathodenelektrode zugeführt werden. Ein Stapel besteht aus Endplatten, Stromkollektorplatten und Mehrfachzellenpaketen aus Gasflussfeldplatten und MEAs. Je nach Leistungsbedarf werden in der Regel 50 bis 500 Zellpakete in einem Stapel benötigt. Die Strömungsfeldplatte sorgt für eine homogene und gleichzeitige Gasverteilung auf allen Elektroden der CCM/MEA.

Anwendungen für PEM-Brennstoffzellen

Heavy Duty Fahrzeuge

Schwerlasttransporte erfordern möglichst niedrige Gesamtbetriebskosten (TCO), da sie Millionen von Kilometern zurücklegen. Einer der ersten großflächigen Einsätze von Wasserstoff (H2) wird voraussichtlich in diesem Bereich stattfinden, wobei Brennstoffzellen eine entscheidende Rolle bei der Minimierung der TCO spielen werden.

Luftfahrt

Die Luftfahrt für kurze und mittlere Entfernungen muss zügig dekarbonisiert werden. In diesen Leistungsbereichen sind Wasserstoff (H₂) und Brennstoffzellen besonders gut geeignet. Auch Überseeflugzeuge könnten teilweise H₂ integrieren, um eine schrittweise Dekarbonisierung zu erreichen.

Marine

Schiffsanwendungen müssen zeitnah dekarbonisiert werden, um die Luftqualität in Hafenstädten zu verbessern und kritische Emissionen sowie Verschmutzungen in den Meeren zu verhindern. Dabei sollte die Minimierung der Gesamtbetriebskosten (TCO) genauso wie im Schwerlasttransport eine zentrale Rolle spielen.

Light Duty Fahrzeuge

Leichte Nutzfahrzeuge, die auf Wasserstoff (H₂) und Brennstoffzellen umgestellt werden, ermöglichen saubere Lieferungen in Städten, verbessern die Luftqualität und bieten gleichzeitig die erforderliche Flexibilität beim Tanken.

Stationär

Anwendungen, die auf Wasserstoff (H₂) basieren, könnten ein stabiles lokales Stromnetz ermöglichen oder den Spitzenbedarf mit einem sehr geringen CO₂-Fußabdruck decken. In gezielten Fällen kann die Nutzung von Wasserstoff als Nebenprodukt zur zusätzlichen Anwendungsoptimierung führen.

PKW

Obwohl batteriegestützte Technologien (EVs) enorme Fortschritte gemacht haben, zögern viele Endnutzer, sich der Reichweitenangst zu stellen, wenn sie lange Strecken fahren. Brennstoffzellenfahrzeuge oder Hybride mit „Brennstoffzellen-Range-Extender“ können das Batteriegewicht für normale Entfernungen optimieren und das Langstreckenerlebnis verbessern.

Züge

Über die Hälfte aller Züge weltweit werden noch mit Dieselmotoren betrieben. Die Umstellung auf Wasserstoff (H₂) und Brennstoffzellen zur Optimierung der Gesamtbetriebskosten (TCO) kann die CO₂-Bilanz der Züge erheblich verbessern, insbesondere angesichts der guten Verfügbarkeit von CO₂-armem Wasserstoff.

Flurförderfahrzeuge

Millionen von Logistikzentren setzen täglich Gabelstapler ein. Die Umstellung auf wasserstoffbasierte Lösungen hat sich als wirtschaftlich tragfähig erwiesen, sogar im Vergleich zu Batterien. Durch die Nutzung von Wasserstoff mit geringem CO₂-Fußabdruck kann jedes Unternehmen seinen globalen ökologischen Fußabdruck reduzieren.

Viele weitere Anwendungsmöglichkeiten

Zwei- und dreirädrige Fahrzeuge könnten ebenfalls von Wasserstofftechnologien (H₂) im Vergleich zu Batterien profitieren, insbesondere in Bezug auf die Sicherheit beim Aufladen in Wohnungen. Sobald das H₂-Netzwerk verfügbar ist, werden diese Vorteile deutlicher.

Unsere Meilensteine im Bereich PEM-Brennstoffzelle

Stärken von Greenerity

  • Bewährte Erfolgsbilanz: Greenerity hat eine nachgewiesene Erfolgsbilanz in der Belieferung von Weltmarktführern im WES-Markt.
  • Fokus auf Technologie und Industrialisierung: Seit über 30 Jahren konzentriert sich Greenerity auf Technologie-Demonstrations- und Industrialisierungsprogramme.
  • Globale Expansion: Greenerity expandiert kontinuierlich weltweit.

Ziele von Greenerity

  1. Niedrige H₂-Preise ermöglichen: Erhöhung der Stromdichte auf 1,8V und Erreichung einer Haltbarkeit von 80.000 Stunden.
  2. Angemessene Investitionen für Kapazitätserweiterungen ermöglichen: Reduzierung der Kapitalkosten, um den Ausbau von Megawatt (MW) auf Gigawatt (GW) zu unterstützen.

Vielfältige Anwendungen – maßgeschneiderte Lösungen

Unsere Technologien und Produkte kommen in einer Vielzahl von Anwendungen zum Einsatz – von  Industrieprozessen bis hin zu zukunftsweisenden Mobilitätslösungen. Dank unserer langjährigen Erfahrung und unserem interdisziplinären Know-how entwickeln wir Lösungen, die exakt auf die Anforderungen unserer Kunden zugeschnitten sind.

Ob in anspruchsvollen Umgebungen, bei höchsten Qualitätsstandards oder unter extremen Belastungen – unsere Produkte beweisen täglich ihre Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit.

Entdecken Sie unsere Produkte, die in diesen Anwendungen zum Einsatz kommen: