Grünen Strom zur Wasserstoffproduktion nutzen, statt ihn abzuregeln – das soll der sogenannte Zink-Zwischenschritt-Elektrolyseur (ZZE) ermöglichen. Das Berliner Start-up Stoff 2, spezialisiert auf die Entwicklung und den Bau von Elektrolyseuren zur Erzeugung von grünem Wasserstoff, hat diesen Hybrid aus Elektrolyseur und Batterie entwickelt und den Prototyp jetzt vorgestellt. Im Projekt „Renewable Energy Valley“ im niederländischen Alkmaar will das Start-up seine Anlage testen.
„Der ZZE ist wie eine Batterie, die beim Entladen Wasserstoff produziert“, erklärte Nora Oberländer, Head of Business Development bei Stoff 2. Die Anlage trennt die Stromaufnahme und Wasserstofferzeugung zeitlich. Dadurch könne Strom dann eingespeist werden, wenn gerade viel Wind wehe oder die Sonne scheine und Strom somit sehr günstig sei. „Der ZZE kann sehr flexibel laden und somit auf die Verfügbarkeit von erneuerbaren Energien reagieren. Standardmäßig lädt der ZZE vier Stunden und entlädt über 16 bis 20 Stunden. Beide Prozesse können unterbrochen werden. „Dadurch ergibt sich eine hohe Flexibilität“, so Oberländer.
Energie wird als Feststoff gespeichert
Der ZZE funktioniere mit drei Phasen: Laden, Speichern und Entladen. In der 15 Tonnen schweren Anlage wird der Strom dabei als festes Zink gespeichert. Beim Laden speichert der ZZE mit hoher Leistung elektrische Energie in chemischer Form. An der Gaselektrode wird Sauerstoff produziert, an der anderen Elektrode scheidet sich eine Zinkschicht ab. Beim Entladen setzt das Gerät die in der Zinkschicht gespeicherte Energie in Form von Wasserstoff frei. Das Zink löst sich dabei in den Elektrolyten und an der Gaselektrode wird Wasserstoff produziert.
Chefingenieur Andrew Zwinkels erläutert die Funktionsweise des Zink-Zwischenschritt-Elektrolyseur (ZZE). Foto: Stoff2
In der festen Zinkschicht kann laut dem Start-up die Energie über Wochen gespeichert werden. In einem Zyklus produziere das Gerät eine Megawatstunde (MWh) Wasserstoff. Die Wasserstoffeffizienz liege bei 70 Prozent, die Nutzung der Abwärme und des Rückstroms könne den Wirkungsgrad noch erhöhen. 25 Kilo Wasserstoff produziere das Gerät in einem Zyklus. Anders als viele Batterien enthalte das drei Meter lange und vier einhalb Meter hohe Gerät kein Lithium, PFAS, Platin oder Kobalt. Die Hauptrolle spielt das Zink, daneben gebe es noch eine Geheimzutat. Da die Energie in fester Form statt gasförmig gespeichert werde, sei der ZZE eine sehr sichere Anlage, versichern die Entwickler.
Idee aus Küche
Die Idee für die Anlage hatten die beiden Firmengründer, der Elektroingenieur Andrew Zwinkels mit dem Physiker und Greentech-Visionär (Q-Cells, Solon, Younicos, Lumenion) Alexander Voigt. „Das Ganze hat mit Bechergläsern in einer Küche unserer Gründer angefangen“, erzählt Oberländer. Ende 2020 gründeten Zwinkels und Voigt dann Stoff 2. Inzwischen hat das Start-up seinen Sitz am ehemaligen Flughafen Tegel, in dessen Hallen das Team auch den Prototyp gebaut hat. Förderungen hat das Start-up bisher vom Bundesforschungsministerium und vom Bundeswirtschaftsministerium bekommen, durch das Projekt in Alkmaar erhält es nun auch eine Förderung der EU. Investiert hätten bisher beide Gründer, das Managementteam sowie strategische Investoren.
In Kooperation mit dem Branchendienst energate.
Testen will das Start-up den ZZE im niederländischen Alkmaar. Dort startete im November das von der EU finanzierte Projekt „Renewable Energy Valley“. Zwei Stoff-2-ZZE-Container sollen dort aufeinandergestapelt werden. Mit einer integrierten Energiespeicherkapazität von jeweils einer MWh sollen sie im Jahr 2026 den ersten grünen Wasserstoff produzieren. Das Start-up möchte auch in Deutschland weitere Projekte entwickeln, für weitere Pilotkunden sei es offen.
Lieferbar ab 2026
Strategischer Partner des Start-ups sei der Projektentwickler für grüne Wasserstoffanlagen HH2E. „Aktuell nutzt HH2E Batterien und Elektrolyseure. Diese Kombination werden wir ersetzen“, so Oberländer. Der nächste Schritt für das Start-up sei die Serienanfertigung. Kunden könnten den ZZE an ihrem Standort betreiben. Das Unternehmen plant den Verkauf von 1-MWh-Containern in Kombination mit Wartungsverträgen. Laut Stoff 2 liegt der Wasserstoff-Entstehungspreis bei vier Euro. Ab 2026 soll der ZZE lieferbar sein.