Iridium und die grüne Wasserstoffwirtschaft 

Während die globale Energiewende immer schneller voranschreitet, hat sich grüner Wasserstoff als Eckpfeiler der zukünftigen Energielandschaft herauskristallisiert. Doch diese vielversprechende Entwicklung steht vor einem erheblichen Hindernis: der Knappheit von Iridium, einem heute kritischen Bestandteil von PEM-Elektrolyseuren. Bei Enapter sind wir uns dieser Herausforderungen nicht nur bewusst, sondern haben auch eine Elektrolyselösung entwickelt, die nicht auf dieses extrem seltene und teure Metall angewiesen ist.

Einführung von Iridium 

Iridium, entdeckt 1803 von Smithson Tennant, wurde nach der griechischen Göttin Iris benannt, der Personifikation des Regenbogens, aufgrund seiner auffälligen und vielfältigen Farben. 

Dieses Element mit der Ordnungszahl 77 kommt in der Erdkruste vor, ist jedoch in Meteoriten weitaus häufiger. Die ungewöhnlich hohe Häufigkeit von Iridium in der Tonschicht der Erde führte auch zur sogenannten Alvarez-Hypothese, die besagt, dass der Einschlag eines massiven extraterrestrischen Objekts vor 66 Millionen Jahren das Aussterben der Dinosaurier und vieler anderer Arten verursachte. 

Heute ist Iridium etwa 40-mal seltener als Gold und gehört zu den teuersten Metallen, mit einem aktuellen Preis von etwa 153.200 € pro kg. 

Die gesamte jährliche Produktion von Iridium liegt bei nur etwa 8-9 Tonnen, da es kommerziell nur als Nebenprodukt der Nickel- und Kupferproduktion hergestellt wird. Die 1,5-mal höherer Härte als Stahl ist eines der Hauptmerkmale Iridiums, es ist das dichteste Element nach Osmium. Darüber hinaus oxidiert es unter 2.000 °C nicht in der Luft und ist weder in Säuren noch in Königswasser löslich. 

Die Beständigkeit gegen Hitze und Korrosion machen es zu einem wichtigen Bestandteil für Produkte wie weiße OLEDs und Zündkerzen-Elektroden, aber auch für die Anoden-Katalysatoren von PEM-Elektrolyseuren.

Das Iridium-Dilemma

Grüner Wasserstoff und die Elektrolyseure zu seiner Herstellung sind entscheidend für den erfolgreichen Übergang zu erneuerbaren Energien. Allein in Europa ist geplant, bis 2030 mindestens 40 GW Elektrolyse-Kapazität zu installieren, während die IRENA weltweit bis 2050 ein Potenzial von mehr als 5.700 GW prognostiziert. 

Der elektrochemische Prozess der PEM-Elektrolyse, der eine der Schlüsselmethoden zur Herstellung von grünem Wasserstoff darstellt, ist jedoch auf Iridium angewiesen, dessen weltweites Vorkommen derzeit nur maximal 30 GW der PEM-Elektrolyseur-Produktionskapazität abdecken kann und selbst dies würde schon voraussetzen, dass Iridium nur im Wasserstoffsektor verwendet wird. 

Im Durchschnitt benötigen PEM-Elektrolyseure heute etwa 300 kg bis 400 kg Iridium pro 1 GW Wasserstoffproduktionskapazität.¹

Eine Studie der Deutschen Rohstoffagentur (DERA)² zeigt, dass die globale Iridium-Nachfrage bis 2040 auf bis zu 34 Tonnen jährlich steigen könnte. 

Mit dem wachsenden Bedarf an Wasserstoffproduktionsanlagen nehmen die Bedenken hinsichtlich der Iridium-Knappheit zu. Experten warnen, dass ein Anstieg der Nachfrage ohne alternative Lösungen zu erheblichen Engpässen in der Versorgung und drastisch steigenden Kosten führen könnte, was das Wachstum der grünen Wasserstoffproduktion verlangsamen könnte. 

Während Hersteller von PEM-Elektrolyseuren daran arbeiten, den Iridium-Verbrauch zu minimieren, Alternativen zu testen und Recyclinginitiativen umzusetzen, bleibt unklar, ob und in welchem Umfang sie in der Lage sein werden, den Iridium-Versorgungsengpass zu vermeiden. Aber es gibt auch andere Lösungen.

Iridiumfreie Lösungen 

Traditionelle alkalische Elektrolyseure verwenden kein Iridium, können jedoch die Dynamik aus intermittierenden erneuerbaren Energien und die damit einhergehenden oft spontanen Lastveränderungen derzeit nicht so gut bewältigen. Die AEM-Elektrolyse benötigt ebenfalls kein Iridium – im Gegensatz zur alkalischen Elektrolyse bietet sie jedoch eine hohe Flexibilität bei der Wasserstoffproduktion aus erneuerbaren Energien.

Hier kommt Enapter ins Spiel: Unsere patentierte Anionenaustauschmembran (AEM)-Elektrolyseure bieten einen attraktiven Prozess der Wasserstoffherstellung, der kein Iridium benötigt. So werden nicht nur etwaige Lieferkettenprobleme umgangen, sondern wird auch eine kostengünstigere und skalierbare Lösung für die wachsende Wasserstoffproduktion angeboten. Der Verzicht auf Iridium in unserer AEM-Technologie verschafft Enapter einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil. 

Dies mindert die Risiken, die mit Rohstoffknappheit und Preisschwankungen verbunden sind, und stellt sicher, dass unsere Systeme auch bei wachsendem globalen Wasserstoffbedarf erschwinglich und zugänglich bleiben. Darüber hinaus entspricht es den globalen Bemühungen, die Abhängigkeit von kritischen Rohstoffen zu verringern und trägt zur Resilienz der Wasserstoffwirtschaft bei. 

Der Weg nach vorne 

Da die Welt zunehmend auf Wasserstoff als Schlüsselkomponente der Energiewende setzt, ist es entscheidend, ihn nachhaltig und in großem Maßstab zu produzieren. Enapters iridiumfreier Ansatz geht nicht nur auf die unmittelbaren Herausforderungen durch Materialknappheit ein, sondern positioniert uns auch als Pioniere in der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Wasserstofftechnologie. 

Wir verpflichten uns, Innovationen voranzutreiben, die den globalen Wandel hin zu erneuerbaren Energien unterstützen und sicherstellen, dass die Wasserstoffwirtschaft ohne Ressourcenbeschränkungen wachsen und florieren kann. 

Während die Iridium-Knappheit eine bedeutende Herausforderung für die Wasserstoffwirtschaft darstellt, bietet Enapters Technologie einen klaren Weg nach vorne. 

Durch den Verzicht auf Iridium machen wir die Produktion von grünem Wasserstoff nachhaltiger, erschwinglicher und skalierbarer und stellen sicher, dass die Energiewende weiterhin auf Erfolgskurs bleibt. 

Für weitere Einblicke in iridiumfreie Wasserstoffproduktionslösungen lesen Sie hier mehr über AEM-Elektrolyse-Technologie oder kontaktieren Sie unser Team, um so bald wie möglich mit Ihrem iridiumfreien grünen Wasserstoffprojekt zu beginnen.

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1. https://www.heraeus.com/en/hpm/hmp_products_solutions/hydrogensystems/hydrogen_generation/hydrogen_generation.html and https://www.handelsblatt.com/finanzen/maerkte/devisen-rohstoffe/energiewende-iridium-knappheit-koennte-wasserstoff-ausbau-bremsen/29352898.html
   ↩︎
2. https://www.deutsche-rohstoffagentur.de/DE/Gemeinsames/Produkte/Downloads/DERA_Rohstoffinformationen/rohstoffinformationen-50.pdf, Page 183 ↩︎