HYCLUS

Zirkuläre Elektrolysesysteme für die Energiewende

HYCLUS entwickelt einen geschlossenen Kreislauf für Elektrolysesysteme, der Produktion, Nutzung und Rückführung von Komponenten miteinander verbindet. Durch digitale Vernetzung und neue Wiederverwendungs- und Aufbereitungsstrategien werden Ressourcen effizienter genutzt und nachhaltige Energiesysteme unterstützt.

Motivation

Elektrolyseure sind zentral für die Erzeugung von grünem Wasserstoff und damit für die Energiewende. Ihre breite industrielle Anwendung wird jedoch durch hohe Kosten, materialintensive Fertigung und fehlende Kreislaufansätze begrenzt.

Zudem ist die digitale Vernetzung entlang der Wertschöpfungskette bislang unzureichend ausgeprägt. Dadurch bleiben Potenziale für Skalierung, Ressourceneffizienz und wirtschaftliche Wertschöpfung weitgehend ungenutzt. Es besteht daher Bedarf an integrierten, zirkulären und digital unterstützten Produktionsansätzen.

Ziele und Vorgehen

Ziel des Eureka-Forschungsprojekts HYCLUS ist die Entwicklung eines geschlossenen Kreislaufs für PEM-Elektrolyseure, welcher Produktion, Nutzung, und Rückführung von Komponenten und Halbzeugen in die Fertigung umfasst.

Technologische Basis ist der am Fraunhofer IWU entwickelte Elektrolyseur HyVentus, auf dessen Grundlage eine digital vernetzte Produktion aller Komponenten sowie deren automatisierte Montage zum Stack aufgebaut wird. Auf Basis vorhandener Maschinen und Anlagen wird ein Datenintegrationssystem entwickelt, das alle relevanten Informationen in Echtzeit zusammenführt und für eine optimierte Herstellung der weiterentwickelten Elektrolyseur-Lösung HyVentusC nutzt. Diese wird techno-ökonomisch bewertet und durch geeignete Geschäftsmodelle für eine wirtschaftliche Anwendung erschlossen. Auch werden realitätsnahe Alterungstests bis zum Zellversagen durchgeführt sowie Bauteile im Hinblick auf Wiederverwendung, Aufarbeitung, Remanufacturing und Recycling charakterisiert.

Innovationen und Perspektiven

Der Ansatz kombiniert erstmals zirkuläre Produktionsmodelle mit durchgängiger digitaler Integration für Elektrolyseursysteme und adressiert damit gezielt Kosten-, Material- und Abfallreduktionen.

Im Projekt werden signifikante Einsparpotenziale bei Kosten, Rohstoffen und Abfall erwartet. Die Ergebnisse sind auf weitere Energiesysteme wie Brennstoffzellen übertragbar und eröffnen neue Potenziale für industrielle Wertschöpfung.