Iridium und Platin-Katalysatoren für PEM-Elektrolyseure

Bei der PEM-Elektrolyse hängt die Effizienz der Wasserstofferzeugung von Katalysatoren an beiden Elektroden ab. An der Kathode kommt meist ein Platinkatalysator zum Einsatz. Dort verbinden sich Protonen in der Wasserstoffentwicklungsreaktion (HER) mit Elektronen zu molekularem Wasserstoff. Die Entstehung dieser Protonen findet aber an der Anode statt. Dort läuft die Sauerstoffentwicklungsreaktion (OER) ab, die deshalb der kritischere Prozess von beiden ist.

Die Sauerstoffentwicklungsreaktion ist ein elektrochemischer Prozess, der Wasser spaltet und Sauerstoff freisetzt. Dafür braucht die Anode einen hochaktiven und stabilen Katalysator, ohne den die Reaktion nicht abläuft. Der Katalysator muss extrem stabil sein, denn an der Anode treffen reiner Sauerstoff, ein stark saures Milieu mit Protonen und ein elektrisches Potenzial zusammen. Alle diese Faktoren begünstigen chemische Reaktionen und den Materialabbau.

Ein Edelmetall-Katalysator muss daher hohe katalytische Aktivität mit Stabilität über viele Betriebsjahre verbinden. Er muss auch in stark saurer Umgebung und unter angelegter Spannung stabil bleiben. Iridium erfüllt diese Anforderungen an der Anode des Elektrolyseurs auf einzigartige Weise. Kein anderes Element des Periodensystems kann das unter solchen Bedingungen so gut leisten.

Ruthenium beispielsweise weist zwar eine noch höhere katalytische Aktivität auf, als ein Iridium-Katalysatorsystem, in reiner Form ist es jedoch nicht stabil genug. Seine Leistung nimmt mit der Zeit ab. Das schränkt seinen Einsatz in langlebigen Systemen wie PEM-Elektrolyseuren ein. Die verfügbare Ruthenium-Varianten enthalten daher ebenfalls Iridium, das für die nötige Stabilität sorgt.

PEM-Elektrolyseure sollen mindestens zehn Jahre zuverlässig arbeiten, und so lange muss die Funktion des Katalysators erhalten bleiben. Deshalb ist Iridium für die PEM-Elektrolyse unverzichtbar. Da Iridium selten ist, kommt es auf einen erfahrenen Lieferanten für Edelmetall-Katalysatoren an.

Iridumvorkommen sind sehr klein. Jährlich werden nur etwa 8 bis 9 Tonnen gefördert, und ein Großteil davon wird bereits in anderen Branchen eingesetzt. Für die PEM-Elektrolyse ist deshalb nur ein begrenzter Anteil Anteil verfügbar. Die Förderung von Iridium konzentriert sich vor allem auf Südafrika.

Auf den ersten Blick scheint das dem Hochlauf der Wasserstofferzeugung zu begrenzen. Konventionelle PEM-Elektrolyseure haben Systeme mit hohen Katalysatorbeladungen, oft mit rund 400 kg Iridium pro Gigawatt Elektrolyseurkapazität. Auf dieser Grundlage wären dem großflächigen Ausbau Grenzen gesetzt.

Diese Einschätzung berücksichtigt jedoch nicht die Entwicklung moderner Iridium-Katalysatorsysteme, die neue Generationen von Katalysatoren hervorgebracht hat und noch weiter Fortschritte macht. Ein wichtiger Faktor ist dabei die laufende Senkung der Katalysatorbeladung, das so genannte „Thrifting“. Zu den ersten Verbesserungen gehörte der Einsatz von Iridiumoxid statt reinem Metall. Ein großer Fortschritt war dann die Entwicklung geträgerter Iridiumkatalysatoren. Dabei wird das aktive Material auf einem Träger verteilt. So bleibt die katalytische Aktivität hoch, während der Iridiumeinsatz um 50 bis 90 Prozent sinkt.

Ein weiterer Ansatz sind Mischoxidsysteme aus Iridium und Ruthenium. Ruthenium bietet hohe katalytische Aktivität, ist aber weniger stabil. Hier sorgt Iridium für Haltbarkeit. Sorgfältig entwickelte Kombinationen können beide Eigenschaften ausbalancieren und die Reaktionseffizienz verbessern.

Diese Fortschritte werden bereits genutzt. Auch wenn bestehende PEM-Elektrolysesysteme häufig mit 300 bis 500 kg Iridium pro Gigawatt arbeiten, sind bereits heute Lösungen mit nur 100 kg Iridium pro Gigawatt verfügbar. Validierte Daten belegen ihre Stabilität. Künftige Entwicklungen sollen den Bedarf weiter auf etwa 30 kg pro Gigawatt senken.

Wichtig ist auch, dass das Iridium in der PEM-Elektrolyse nicht verbraucht oder aufgebraucht wird. Als Edelmetall-Katalysator ermöglicht es die chemische Reaktion, bleibt aber selbst erhalten - über die langen Betriebszeiten hinweg. Am Ende der Lebensdauer lassen sich Iridiumverbindungen mit etablierten Recyclingverfahren zurückgewinnen und in neuen Elektrolyseuren wiederverwenden.

Daher muss die Iridiumknappheit kein Engpass sein. Mit niedrigen Katalysatorbeladungen, Recycling und modernen Materialkonzepten kann der erforderlichen Ausbau der PEM-Elektrolyse umgesetzt werden.

Der Iridiumbedarf für die PEM-Elektrolyse ist in den vergangenen Jahren deutlich gesunken. Übliche Systeme auf Basis von Iridium Black benötigen heute meist 300 bis 500 kg Iridium für ein Gigawatt Elektrolyseurkapazität. Dieser Ansatz ist derzeit noch weit verbreitet. Er ist ausgereift, bewährt und durch umfangreiche Betriebserfahrung gestützt. Aber er erfordert eine sehr hohe Katalysatorbeladung, weil nur die Oberfläche des Iridiumpartikels zur katalytischen Aktivität beiträgt. Der massive Kern trägt viel zur Masse, aber nichts zur katalytischen Aktivität bei.

Moderne Materialkonzepte senken diesen Bedarf deutlich. Mit geträgerten Iridium-Katalysatorsystemen oder modernen Mischoxiden lässt sich die benötigte Menge heute auf rund 100 kg pro Gigawatt reduzieren. Diese Ansätze vergrößern die aktive Oberfläche und steigern die Reaktionseffizienz. So wird deutlich weniger Iridium benötigt, um dasselbe Ergebnis zu erzielen.

Geträgerte Katalysatoren verteilen Iridium auf einem Trägermaterial. So steigt die Zahl aktiver Zentren im Verhältnis zur Masse. Mischoxidsysteme kombinieren Iridium mit Ruthenium. Ruthenium sorgt für hohe katalytische Aktivität, Iridium für Stabilität. Beide Ansätze verbessern die Nutzung des Edelmetall-Katalysators.

Diese Einsparungen sind nicht nur theoretisch. Systeme mit geringer Beladung sind bereits verfügbar und Validierungsdaten zur Leistung und Stabilität aus PEM-Elektrolyseanwendungen liegen vor. Damit sind sie schon heute für große Wasserstoffprojekte relevant.

Weitere Verbesserungen sind zu erwarten. Künftige Katalysatordesigns sollen den Iridiumbedarf auf rund 30 kg pro Gigawatt oder sogar darunter senken. Dabei sollen katalytische Aktivität und Langzeitstabilität erhalten bleiben.

Insgesamt entspricht dies einer Iridiumeinsparung von rund 50 bis 90 Prozent gegenüber gängigen Iridium-Black-Systemen. Dieser Fortschritt zeigt: Die Katalysatorbeladung lässt sich stark senken, ohne die Leistung der PEM-Elektrolyse zu beeinträchtigen.

Platinkatalysatoren sind der Stand der Technik für die Kathode von PEM-Elektrolyseuren. Sie sind in der sauren Membranumgebung sehr stabil und arbeiten gut bei den niedrigen Temperaturen, die für PEM-Elektrolyseure typisch sind. An der Kathode entstehen Wasserstoffatome, die sich zu Wasserstoffmolekülen verbinden. Ein Platinkatalysator liefert dafür zuverlässig die Aktivität, die einen effizienten Betrieb ermöglicht. Welcher Pt-Katalysator passt, hängt von der jeweiligen Systemauslegung ab.

Welcher Platinkatalysator am besten geeignet ist, hängt vom Design der Zelle und des Stacks ab. Verschiedene Katalysatorformulierungen bieten unterschiedliche Stärken. Platinum Black bietet zum Beispiel eine sehr hohe Leitfähigkeit, erfordert aber eine höhere Platinbeladung. Er eignet sich daher besonders, wenn Robustheit und Leitfähigkeit im Vordergrund stehen.

Geträgerte Platinkatalysatoren bieten eine andere Balance. Durch die Beschichtung von Kohlenstoff mit Pt wird die Menge der katalytisch aktiven Fläche im Verhältnis zur Masse erhöht. Dadurch lässt sich die Beladung senken. Einige Formulierungen nutzen die Oberfläche besonders gut, andere sind auf höhere Stabilität ausgelegt. So können Entwickler den Pt-Katalysator auf Leitfähigkeit, Haltbarkeit und Kosten des PEM-Elektrolyseur-Designs abstimmen.

Platin ist günstiger als Iridium, trägt aber nichtsdestotrotz zu den Stack-Kosten bei. Daher gibt es meist nicht den einen wahren Platinkatalysator für alle Anwendungen, sondern vielmehr den Katalysator, der am besten zur jeweiligen Zellendesign passt. Die richtige Materialwahl erfordert Anwendungswissen und Katalysator-Know-how.

Die Beladung von Edelmetall-Katalysatoren in der PEM-Elektrolyse zu senken ist anspruchsvoll. Hohe katalytische Aktivität und Langzeitstabilität müssen zugleich erhalten bleiben. Einfach weniger Material einzusetzen reicht nicht aus, die Leistung würde dann in der Regel sinken.

Marktreife Lösungen müssen Stabilität und zuverlässige Leistung über längere Zeit belegen. Obwohl sie neu sind, liegen für die fortschrittlichen Iridium-Ruthenium-Katalysatoren validierende Testdaten vor, unter anderem zu beschleunigten Degradationstests. Die Katalysatoren bringen also alle Voraussetzungen für den Einsatz in industriellen Anwendungen mit.

Sauber entwickelte Iridium-Ruthenium-Katalysatoren senken nicht nur den Iridiumanteil, sie lassen sich auch gut verarbeiten. Das gibt Entwicklern mehr Spielraum, die Leistung auf die Anforderungen bestimmter PEM-Elektrolyseure abzustimmen.

Allen Ansätzen liegt dasselbe Prinzip zugrunde: Die aktive Oberfläche soll möglichst groß sein, der Anteil inaktiven Materials möglichst klein. Moderne Iridium-Katalysatorarchitekturen senken so die Katalysatorbeladung deutlich, ohne die Leistung in PEM-Elektrolysesystemen zu beeinträchtigen.

Die Wahl eines Lieferanten für Katalysatoren zur Wasserstoffelektrolyse bedeutet mehr als die Auswahl eines Materials. Sie beeinflusst Systemleistung, Langzeitstabilität, Kosten und Versorgungssicherheit. Außerdem wirkt sie sich darauf aus, wie effizient wertvolle Materialien im Lauf der Zeit zurückgewonnen und wiederverwendet werden können.

• Ein entscheidender Faktor ist fundiertes Materialwissen. Ein qualifizierter Lieferant kennt Iridium-, Platin- und Rutheniumkatalysatoren genau: Ihre katalytische Aktivität, ihre Stabilität und ihr Verhalten unter realen Betriebsbedingungen. Er muss auch die Leistung bei schwankender Energiezufuhr sowie bei unterschiedlichen Druck- und Feuchtigkeitswerten in PEM-Elektrolysesystemen beurteilen können.
• Ebenso wichtig ist der Zugang zu belegten Leistungsdaten. Zuverlässige Lieferanten stützen ihre Materialien mit Ergebnissen aus spezialisierten Testzentren. Dazu gehören beschleunigte Degradationstests und Langzeitbetriebsdaten. Diese Daten sind nötig, um die katalytische Leistung zu validieren und die Eignung der Materialien für industrielle Anwendungen zu bestätigen.
• Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Fähigkeit, die Katalysatorbeladung zu senken, ohne die Leistung zu beeinträchtigen. Fachwissen zu Formulierungen der nächsten Generation und Verfahren zur Senkung des Edelmetallbedarfs wirkt sich direkt auf Kosten und Skalierbarkeit aus. Das gilt besonders für Edelmetall-Katalysatorsysteme.
• Auch die Fertigungskapazität spielt eine zentrale Rolle. Ein geeigneter Lieferant muss gleichbleibende Materialqualität gewährleisten und den Ausbau der Produktion unterstützen können, wenn die Kapazität der PEM-Elektrolyse weiter wächst.
• Daneben ist die Versorgungssicherheit von großer Bedeutung, besonders bei knappen Materialien wie Iridium. Ein zuverlässiger Partner sichert stabile Bezugsquellen und steuert Versorgungsrisiken wirksam.
• Recyclingmöglichkeiten sind ebenso wichtig. Iridium und Platin lassen sich aus Produktionsresten und Altanlagen zurückgewinnen und wiederverwenden. Das verringert die Abhängigkeit von Primärrohstoffen und senkt langfristig die Kosten.
• Schließlich ist eine gute Anwendungsberatung wichtig. Ein erfahrener Partner liefert nicht nur Materialien. Er hilft auch, den passenden Katalysator auszuwählen und in das Design des Elektrolyseurs zu integrieren.

Der passende Lieferant vereint Materialkompetenz, belegte Leistung und skalierbare Produktion. Zudem bietet er für die PEM Electrolyse sichere, kreislauforientierte Lieferketten.

Haltbarkeit und Lebensdauer bei der PEM-Elektrolyse hängen stark von der Wahl der Katalysatormaterialien ab. PEM-Elektrolyseure sollen unter anspruchsvollen Bedingungen mehr als zehn Jahre arbeiten. Dazu zählen hohes elektrisches Potenzial, saure Umgebungen, hohe Temperaturen und dynamischer Betrieb mit erneuerbarem Strom. Diese Bedingungen wirken sich direkt auf drei wichtige Katalysatoreigenschaften aus: katalytische Aktivität, Leitfähigkeit und Stabilität.

An der Anode entsteht durch die Sauerstoffentwicklungsreaktion (OER) ein besonders aggressives Umfeld. Reiner Sauerstoff, Protonen und elektrisches Potenzial beschleunigen chemische Reaktionen und den Materialabbau. Dadurch können katalytische Aktivität und Leitfähigkeit sinken. Auch die Katalysatorstruktur kann zerfallen. Für dauerhaft hohe Leistung müssen aber alle drei Eigenschaften erhalten bleiben, und deshalb ist ein Iridiumkatalysator unverzichtbar. Iridium verbindet hohe katalytische Aktivität mit außergewöhnlicher Stabilität und behält seine Funktion auch unter diesen harten Bedingungen über viele Jahre.

An der Kathode ist das Umfeld weniger aggressiv. Dennoch hängen Haltbarkeit und Leistung davon ab, dass katalytische Aktivität und Leitfähigkeit im sauren Milieu erhalten bleiben. Ein Platinkatalysator bietet diese Kombination und ermöglicht über lange Betriebszeiten eine stabile Wasserstofferzeugung.

Auch das Design des Katalysators spielt für die Haltbarkeit eine wichtige Rolle. Geträgerte Iridiumkatalysatoren und Mischoxide aus Iridium und Ruthenium können die Katalysatorbeladung senken und zugleich die Leistung erhalten. Das Design muss jedoch sorgfältig erfolgen, damit die Stabilität nicht leidet. Ruthenium bietet zum Beispiel hohe katalytische Aktivität, ist aber weniger stabil. Für eine lange Lebensdauer muss sein Einsatz daher genau gesteuert werden.

Im realen Betrieb können weitere Belastungen den Abbau beschleunigen. Dazu zählen schwankende Stromzufuhr, Start-Stopp-Zyklen und Lastwechsel. Diese dynamischen Bedingungen stellen höhere Anforderungen an Katalysatormaterialien und machen Stabilität noch wichtiger.

Haltbarkeit hängt daher nicht nur von der Materialwahl, sondern auch von der Validierung ab. Beschleunigte Degradationstests und Langzeit-Leistungsdaten sind nötig, um zu belegen, dass katalytische Aktivität, Leitfähigkeit und Elektrodenstruktur erhalten bleiben.

Zusammenfassend bestimmen Katalysatormaterialien, wie gut PEM-Elektrolysesysteme ihre Leistung unter schwierigen und dynamischen Bedingungen halten. Nur Materialien, die katalytische Aktivität, Leitfähigkeit und Stabilität verbinden, ermöglichen die lange Lebensdauer, die für die industrielle Wasserstofferzeugung nötig ist.

Die Forschung sucht weiter nach Alternativen zu Iridiumkatalysatoren für die Wasserstofferzeugung. Dabei wird eine breite Palette von Materialien untersucht. Viele Ansätze sollen Iridium in der PEM-Elektrolyse verringern oder ersetzen. Dafür sollen sie eine hohe katalytische Aktivität bei der Sauerstoffentwicklungsreaktion bieten.

Einige alternative Materialien zeigen im Labor vielversprechende Ergebnisse. Bisher hat jedoch keines die Kombination aus katalytischer Aktivität, Stabilität und Haltbarkeit erreicht, die kommerzielle PEM-Elektrolysesysteme erfordern. An der Anode herrschen anspruchsvolle Bedingungen: starke Säure, hohes elektrisches Potenzial und Sauerstoffkontakt. Viele Materialien bauen sich dort zu schnell ab und sind für den Langzeitbetrieb ungeeignet.

Die Entwicklung befindet sich noch in der Forschungs- und Entwicklungsphase. Derzeit gibt es keine kommerziell verfügbaren Katalysatorlösungen ohne Iridium, die die Leistungs- und Lebensdaueranforderungen der industriellen PEM-Elektrolyse erfüllen. Das gilt für etablierte Lieferanten ebenso wie für den breiteren Markt. Ein kurzfristiger Durchbruch zu vollständig iridiumfreien Systemen ist nicht zu erwarten.

Iridium bleibt deshalb für die PEM-Elektrolyse heute unverzichtbar. Die Innovation konzentriert sich weniger darauf, Iridium zu ersetzen, sondern vielmehr darauf, es effizienter zu nutzen. Ansätze wie eine geringere Katalysatorbeladung, höhere katalytische Leistung und die Kombination von Iridium mit anderen Materialien wie Ruthenium haben bereits deutliche Fortschritte ermöglicht.

Mit weiteren Forschungsergebnissen könnten auch alternative Katalysatormaterialien künftig einsetzbar werden. Derzeit hängt eine zuverlässige und skalierbare Wasserstofferzeugung durch PEM-Elektrolyse jedoch noch von Katalysatorsystemen auf Iridiumbasis ab.

Die Effizienz eines Elektrolyseurs wird oft danach beurteilt, wie gut elektrische Energie in Wasserstoff umgewandelt wird. In der Praxis geht es jedoch um mehr als einen einzelnen Betriebspunkt. Entscheidend ist auch, wie effizient der Elektrolyseur über die Zeit, unter realen Betriebsbedingungen und während seiner gesamten Lebensdauer arbeitet.

Im Zentrum der Effizienzbetrachtung stehen elektrochemische Reaktionen. Bei der PEM-Elektrolyse treibt der Iridiumkatalysator an der Anode die Sauerstoffentwicklungsreaktion an. Sie ist die Hauptquelle für Energieverluste. Mit einer hohen katalytischen Aktivität kann dabei die erforderliche Spannung und damit der Energieverbrauch gesenkt werden. An der Kathode ermöglicht ein aktiver Platinkatalysator die effiziente Bildung von Wasserstoffatomen und verringert zusätzliche Verluste. Zusammen bestimmen beide Katalysatoren die katalytische Gesamtleistung und beeinflussen stark die elektrische Effizienz des Systems.

Im realen Betrieb hängt die Effizienz auch davon ab, wie das System mit schwankender Einspeisung erneuerbaren Stroms umgeht. Bei geringer Stromzufuhr sinkt die Stromdichte im Elektrolyseur. Unterschreitet sie einen bestimmten Schwellenwert, muss das System abgeschaltet werden. Diese Grenze wird durch das Teillastverhältnis beschrieben. Katalysatoren mit hoher katalytischer Aktivität ermöglichen den Betrieb auch bei geringeren Stromdichten. Das verbessert das Teillastverhalten und erhöht die Betriebsstunden.

Auch die Lebensdauer ist entscheidend. Sinkt die katalytische Aktivität oder Leitfähigkeit im Lauf der Zeit, steigt der Energiebedarf oder die Leistung geht zurück. Iridiumkatalysatoren bieten die Stabilität für viele Jahre Effizienten Betrieb, während Platinkatalysatoren den zuverlässigen Betrieb an der Kathode beisteuern. Eine längere Lebensdauer bedeutet insgesamt mehr Wasserstoffproduktion mit derselben Anlage.

Die momentane Effizienz, die Teillastfähigkeit und die Lebensdauer bestimmen gemeinsam, wie effektiv Wasserstoff erzeugt wird. Iridium- und Platinkatalysatoren verbessern die katalytische Aktivität, erhalten die Leitfähigkeit und sorgen für Langzeitstabilität. So senken sie Energieverluste und erhöhen die nutzbare Betriebszeit.

Das wirkt sich direkt auf die Wasserstoffgestehungskosten (LCOH) aus. Effizienter Betrieb, längere Lebensdauer und höhere Auslastung senken die Kosten pro erzeugter Wasserstoffeinheit. Dadurch wird die PEM-Elektrolyse in der Wasserstoffwirtschaft wettbewerbsfähiger.

Ruthenium ist für seine sehr hohe katalytische Aktivität bei der PEM-Elektrolyse bekannt, besonders bei der Sauerstoffentwicklungsreaktion (OER). In reiner Form fehlt ihm jedoch die Stabilität für einen Langzeitbetrieb unter den harten Bedingungen an der Anode. In der sauren und oxidierenden Umgebung wird es mit der Zeit oxidiert und gelöst.

Iridium-Ruthenium-Katalysatoren verbinden die Stärken beider Materialien. Ruthenium steigert die katalytische Aktivität und unterstützt eine effiziente Reaktionskinetik. Iridium bietet dagegen außergewöhnliche Stabilität und Korrosionsbeständigkeit. Wird Iridium in die Katalysatorstruktur eingebunden, wird das Material deutlich stabiler. Zugleich bleibt seine katalytische Leistung hoch.

Diese höhere Stabilität entsteht durch das Zusammenspiel beider Elemente im Material. Iridium stabilisiert die Katalysatoroberfläche und verringert den Abbau von Ruthenium. Es kann außerdem beeinflussen, wie Sauerstoffatome mit der Oberfläche interagieren. Dadurch sinkt das Risiko eines strukturellen Abbaus während des Betriebs.

Iridium-Ruthenium-Katalysatoren behalten ihre katalytische Aktivität daher deutlich länger als reines Ruthenium. Das macht sie für PEM-Elektrolysesysteme geeignet, die unter anspruchsvollen Bedingungen viele Jahre laufen sollen.

Die Entwicklung solcher Katalysatoren erfordert eine präzise Kontrolle von Zusammensetzung und Struktur. Gut entwickelte Iridium-Ruthenium-Katalysatoren verbinden katalytische Aktivität und Stabilität. So ermöglichen sie eine effiziente Wasserstofferzeugung und verringern zugleich den Iridiumanteil.

Auf den ersten Blick können PEM-Elektrolyseure teurer erscheinen, weil sie Edelmetalle wie Iridium und Platin enthalten. Diese Materialien erhöhen die anfänglichen Investitionskosten (CAPEX). Sie liegen meist über denen mancher alternativer Technologien. Ein Vergleich nur auf Basis der CAPEX zeigt jedoch nicht das gesamte wirtschaftliche Bild. In der Praxis stützen sich Investitionsentscheidungen auf die Gesamtbetriebskosten (TCO) und vor allem auf die Wasserstoffgestehungskosten (LCOH). Diese berücksichtigen alle Kosten über die gesamte Lebensdauer des Systems.

Der Strompreis beeinflusst die LCOH am stärksten. Das gilt für alle Wasserstofftechnologien. Stromkosten wiegen in der Regel schwerer als Unterschiede bei den Materialkosten. Auch Systemeffizienz, Turndown-Rate und Lebensdauer prägen die Wirtschaftlichkeit.

Edelmetall-Katalysatoren verbessern alle drei Faktoren direkt. Hohe katalytische Aktivität steigert die Effizienz und senkt den Strombedarf für die Wasserstofferzeugung. Ein gutes Teillastverhalten ermöglicht PEM-Elektrolyseuren den Betrieb bei geringeren Stromdichten. So steigen die Betriebsstunden bei schwankender Versorgung mit erneuerbarem Strom. Zudem ermöglicht die Stabilität von Materialien wie Iridium und Platin eine lange Lebensdauer des Systems, oft von mehr als zehn Jahren.

Ein wichtiger wirtschaftlicher Vorteil: Edelmetalle werden im Betrieb nicht verbraucht und behalten ihren Wert. Am Ende der Lebensdauer lassen sie sich zu sehr hohen Anteilen zurückgewinnen und wiederverwenden. Die anfängliche Investition in Edelmetalle geht somit nicht verloren. Sie fließt in künftige Systeme ein. In der Praxis senkt dies die effektiven Materialkosten über mehrere Elektrolyseur-Lebenszyklen hinweg deutlich.

Berücksichtigt man alle Faktoren, ist der Einfluss der Edelmetall-CAPEX auf die LCOH im Vergleich zu Stromkosten und zur Leistungsfähigkeit im Betrieb relativ gering. Dadurch kann die PEM-Elektrolyse wirtschaftlich sehr attraktiv sein. Das gilt besonders für Anwendungen, die hohe Effizienz, Flexibilität und lange Betriebszeiten erfordern.