Herausforderung und Konzept
In Deutschland ist die Energiewende in vollem Gange. Der damit verbundene Ausbau von Windkraft und Photovoltaik lässt das Stromangebot aus fluktuierenden Quellen weiter ansteigen. Bei geringer Stromnachfrage kann das Überangebot an elektrischer Energie zur Produktion von Basischemikalien genutzt werden, wodurch sich ein Mehrwert gegenüber dem Netzeintrag generieren lässt.
Dezentrale Herstellung von Basischemikalien und Nutzung von CO2
Besonders vielversprechend ist die Produktion kohlenstoffbasierter Chemikalien aus Wasser (H2O) und Kohlenstoffdioxid (CO2), welches in diesem Fall nicht als klimaschädigendes Abgas ausgestoßen wird, sondern als Rohstoff genutzt werden kann. Daneben können Elektrosynthese-Prozesse auch im kleineren Maßstab zum Einsatz kommen, um lokal benötigte Basischemikalien dezentral, direkt vor Ort herzustellen. Dadurch werden Bedarfsträger, beispielsweise Krankenhäuser, unabhängig von Zulieferern und eventuellen Lieferengpässen. Ein wichtiger Anwendungsfall ist hier die Produktion von Wasserstoffperoxid aus (Luft-)Sauerstoff (O2) und Wasser.
Elektrochemische Reduktion des gasförmigen Edukts an einer Gasdiffusionslelektrode
Sowohl die Erzeugung kohlenstoffbasierter Basischemikalien als auch die Herstellung von Wasserstoffperoxid basieren dabei auf dem gleichen Konzept: Das gasförmige Edukt (CO2 oder Sauerstoff) wird an einer Gasdiffusionselektrode (GDE) elektrochemisch reduziert und reagiert mit Wasser zum gewünschten, höherwertigen Produkt. Zur weiteren Verbesserung der CO2-Bilanz können diese Elektrosyntheseanlagen jeweils mit Strom aus regenerativen Quellen betrieben werden.
