Messtechnik für die Elektrolyse

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Der Hoffnungsträger grüner Wasserstoff ist untrennbar verbunden mit der Elektrolyse. Was mit der Entdeckung der grundlegenden Prinzipien um 1800 begann, erfährt nun einen neuen Siegeszug. Für einen effizienten Betrieb der Elektrolyseanlagen bedarf es auch einer zuverlässigen Mess- und Automatisierungstechnik.

Heute gibt es verschiedene Arten von Elektrolyseuren. Die Wahl des geeigneten Elektrolyseurs hängt vor allem von der benötigten Produktionskapazität und den Betriebsbedingungen ab.

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Alkalische Elektrolyseure (AEL): Seit knapp 100 Jahren im Einsatz und am weitesten verbreitet. Durch stetige Weiterentwicklung z. B. Erhöhung des Betriebsdrucks, sind sie heute noch wettbewerbsfähig.
PEM-Elektrolyseure verwenden eine Protonenaustauschmembran, die den Durchtritt von Protonen ermöglicht, während Elektronen blockiert werden. Sie bieten hohe Effizienz und schnelle Reaktionszeiten und sind besonders geeignet für mobile Anwendungen mit variabler Last.
Hochtemperatur-Elektrolyseure (HTE) arbeiten bei Temperaturen über 500 °C und verwenden Festoxid-Elektrolysezellen (SOEC). Sie können hohe Wirkungsgrade erreichen und sind gut für die Integration mit industriellen Prozessen oder zur Nutzung von Abwärme geeignet.
AEM-Elektrolyseure basieren auf der Technologie der Protonenaustauschmembran, bewegen aber statt Protonen Anionen durch die Membran. Ein Vorteil gegenüber PEM-Elektrolyseuren besteht darin, dass sie keinen Platinkatalysator an der Anode benötigen. Außerdem sind sie oft weniger anfällig für Verunreinigungen und können mit einer breiteren Palette von Elektrolyten arbeiten.

Messtechnik zur Effizienzsteigerung

Jumo liefert Produkte vom Sensor, über die Automatisierungsebene bis zur Auswertung via Cloud speziell für Elektrolyseure. Eigens für den Einsatz mit Wasserstoff getestete Druck- und Temperatursensoren ermöglichen einen sicheren Einsatz in der Elektrolyseurperipherie. Der Prozessdruckmessumformer mit SIL/PL und Ex-Zulassung Jumo Siras P21 AR beispielsweise misst zuverlässig und präzise Relativ- und Absolutdruck von Flüssigkeiten, Dämpfen und Gasen. Er wurde für den Einsatz in sicherheitstechnischen Anlagen mit Safety Integrity Level nach DIN EN 61508 entwickelt. Damit eignet sich der Messumformer perfekt für Sicherheitsmessketten in der Prozessindustrie. Das Widerstandsthermometer für die Prozesstechnik mit SIL/PL und Ex-Zulassung Jumo Processtemp wird bevorzugt für die Temperaturmessung in flüssigen und gasförmigen Medien eingesetzt. Es besteht aus einer Schutzarmatur nach DIN 43772 mit verschiedenen Prozessanschlüssen, einem Anschlusskopf sowie einem auswechselbaren Messeinsatz.

Mit dem Einsatz des frei konfigurierbaren Sicherheitstemperaturbegrenzers/-wächters Jumo SafetyM STB/STW Ex nach DIN EN 14597 mit SIL/PL und Ex-Zulassung können Gefahrenpotenziale im Ex-Bereich, die zu Verletzungen von Menschen oder Schädigung der Umwelt sowie Zerstörung von Produktionsanlagen und Produktionsgütern führen, frühzeitig und sicher erkannt werden. Wird die einkanalige Sicherheitssteuerung des Jumo SafetyM mit Widerstandsthermometern bzw. Thermoelementen kombiniert, entsteht eine SIL-3-Kompaktlösung.

Jumo GmbH & Co. KG, Fulda