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Wasserstoffmetrologie

Arbeitsgruppe 3.74

Profil

Die Arbeitsgruppe 3.74 arbeitet an Lösungen für die metrologischen und sicherheitstechnischen Herausforderungen während des dynamischen Markthochlaufs von Wasserstofftechnologien.

Dies ermöglicht die metrologische und sicherheitstechnische Begleitung für die Umsetzung der nationalen Wasserstoffstrategie.

Unter anderem umfasst dies: 

  • Aufbau einer Erprobungsplattform für Wasserstofftechnologien
  • Entwicklung und Erprobung von Technologien für eine transparente und faire Abrechnung sowie den Aufbau einer Qualitätsinfrastruktur (national und international)
  • Forschung rund um sicherheitstechnische Aspekte zur Erhöhung der Akzeptanz
  • Beschleunigung von Regelwerken, Normen und Standards durch die anwendungsnahe systemische Erprobung
  • Entwicklung von Konzepten für die systemische Wirkungsgradmetrologie
  • Evaluierung der Sicherheit in Grenzzuständen

Dabei wird ein interdisziplinäres Konzept verfolgt mit Beteiligung aus 7 Fachbereichen der PTB.

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Forschung/Entwicklung

Wasserstoffplattform

Kernelement der Arbeiten der Arbeitsgruppe 3.74 bildet die Wasserstoffplattform, in der die Expertisen der verschieden PTB-Laboratorien gebündelt und unter Realbedingungen getestet werden können.

Modularer und skalierbarer Aufbau auf dem PTB Gelände in Braunschweig: 

  • systemisches Anlagenkonzept von der Erzeugung des grünen Wasserstoffes über die Gasaufbereitung, Speicherung und Lagerung bis zur Nutzung über verschiedene Pfade
  • herstellerunabhängige Erprobung von Messtechnik, Methodik und Sicherheitstechnik
  • Entwicklung von Dienstleistungen rund um die Bewertung von Messtechnik einzelner Prozesse, aber auch im Gesamtsystem unter Realbedingungen

 

Module in der Startphase

In der Startphase werden folgende Plattformmodule realisiert: 

  • Netzquellensimulation: Darstellung realitätsnaher Erzeugungsprole (z.B. Wind, PV), reproduzierbarer dynamischer Betrieb.
  • PEM Elektrolyseur zur Erzeugung grünen und hochreinen Wasserstoffs
  • Gasaufbereitung: Trocknung und Verdichtung des H2 sowie Gasanalytik
  • PTB-Labore: Nutzung des erzeugten H2 in den Laboren der PTB Braunschweig.

 

Zukünftige Module

In Kooperation mit (künftigen) Partnern in weiteren Projekten ist der Ausbau der H2-Plattform geplant: 

  • Elektrolyseure anderen Typs:

    • alkalische Elektrolyse (AEL),
    • Hochtemperaturelektrolyse (HTEL)

  • Batteriespeicher: Einbindung weiterer Speichertechnologien in die H2-Plattform für die Bearbeitung mess- und sicherheitstechnischer Fragestellungen bei der netzdienlichen Nutzung sektorgekoppelter Energiesysteme.
  • H2-Zapfsäule: Mess- und abrechnungstechnische Begleitung von Betankungsvorgängen im Mobilitätssekor, sowie benötigte Sicherheitstechnik. Ggf. Nutzung des erzeugten H2 für die Pkw- und Nutzfahrzeugflotte der PTB.
  • Blockheizkraftwerk (BHKW): Energetische Nutzung des erzeugten H2 auf dem Gelände der PTB.
  • Power-to-X: Weiterverarbeitung des erzeugten H2 in Derivate zur Speicherung, Transport und bei anderen Anwendungsfällen der energetischen oder stofflichen Nutzung von H2. Dies umfasst beispielsweise Technologien für synthetische Kraftstoffe, Speicherung in Ammoniak und LOHC.
  • Brennstoffzelle: Effizienzanalyse bei der Rückverstromung des erzeugten H2, sowie mess- und sicherheitstechnische Begleitung von Brennstoffzellentechnologien – sowohl stationär, als auch für den Mobilitätssektor.

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