Wasserstofftechnologie (Prof. König)
Die Wasserstoff-Technologie ist eine wichtige Komponente zur Realisierung der Energiewende, insbesondere zur Speicherung erneuerbarer Energien, effizienten Verstromung in stationären oder mobilen Anwendungen und damit zur Dekarbonisierung in allen Sektoren der Wirtschaft.
Alleine in Deutschland wird der Wasserstoffbedarf 2030 auf 95-130 TWh geschätzt (https://www.bmftr.bund.de/DE/Forschung/EnergieKlimaUndNachhaltigkeit/Energie/WasserstoffUndSynthetischeKraftstoffe/wasserstoffundsynthetischekraftstoffe.html, abgerufen am 18.02.2026).
Dieser wird aktuell vorwiegend aus Erdgas hergestellt, der am Methan gebundene Kohlenstoff wird dabei als Kohlenstoffdioxid frei. Für 2045 wird für Deutschland eine benötigte Leistung für die Wasserstoffherstellung von 91 GW prognostiziert (J. Brandes et al., „Wege zu einem klimaneutralen Energiesystem Update November 2021“, Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme). Die Wasserstoff-Technologie ist daher ein Markt mit riesigem Zukunftspotential; bisher ist sie aber noch in einem frühen Entwicklungsstadium.
Die Hochschule Offenburg hat sich zum Ziel gesetzt, dies zu ändern: Sie forscht und entwickelt intensiv an Wasserstoff-Technologien und will somit ihren eigenen Beitrag zur Energiewende leisten. Dies kann mittelfristig jedoch nur Erfolg haben, wenn sich fachlich kompetente und engagierte Professor*innen, Akademische Mitarbeiter*innen und Studierende diesem Thema widmen und in Kooperationen bündeln. Darüber hinaus ist es ein Anliegen, Unternehmen – insbesondere in der Region – die Möglichkeit zu geben, von der Wasserstofftechnologie zu profitieren. Die Ortenau, die auf dem besten Weg ist, sich als Nachhaltigkeitsregion in Baden-Württemberg zu positionieren, bietet hierfür ein großes Potenzial.
Wasserstoff ist daher eines der zentralen Arbeitsfelder der Forschungsgruppen am INES, die sich mit den unterschiedlichen Aspekten, von der Erzeugung über die Verteilung und Speicherung bis hin zur Anwendung des Energieträgers der nahen Zukunft auseinandersetzen.
Wasserstofferzeugung mit Elektrolyse (Prof. Hochberg)
Die Herstellung von Wasserstoff durch Elektrolyse ist aktuell wesentlich teurer als die Herstellung aus Methan (Erdgas) infolge der hohen Stromkosten. Die Wasserstoffproduktion ist daher nur sinnvoll zu Zeiten niedrigster Stromkosten, die nur wenige tausend Stunden im Jahr herrschen. Die Kapitalkosten sind daher von großer Bedeutung. An der Hochschule Offenburg wird in Zusammenarbeit mit Industriefirmen an der Entwicklung eines alkalischen Elektrolyseurs geforscht, der sich durch besonders niedrige Investitionskosten auszeichnet. Die Kostensenkungen erfolgen durch Innovationen im Bereich der Umformtechnik und Werkstoffkunde, der Fluiddynamik und der Verfahrenstechnik.
Wasserstoffanwendung, Brennstoffzellen-Systeme (Prof. König)
Die nachhaltige Erzeugung von Wasserstoff ermöglicht einen sinnvollen Einsatz in diversen Anwendungen, wie zum Beispiel die bedarfsgerechte, effiziente Verstromung in stationären Brennstoffzellen-Systemen und Blockheizkraftwerken oder in mobilen Anwendungen (LKW, PKW). Die Hochschule Offenburg ist in der Untersuchung von elektrischen Antriebsstrang-Topologien (Varianten des Traktionsbordnetzes) mit Batterien und Brennstoffzellen aktiv. Im vorhandenen Wasserstoff- und Brennstoffzellenlabor können hierzu Brennstoffzellensysteme untersucht und skaliert werden.
Laboreinrichtung
Das Wasserstoff- und Brennstoffzellenlabor ist Teil des integralen Forschungslabors am Regionalen Innovationszentrum der Hochschule und ist mit der erforderlichen Medienversorgung, Lüftung, Gaswarnanlage und Sicherheitstechnik für den Betrieb von Wasserstoffsystemen ausgestattet.
Im Labor der Forschungsgruppe EMC2 können Brennstoffzellen-Systeme untersucht und skaliert betrieben werden. Neben Brennstoffzellen-Stacks und Brennstoffzellen-Systemen für mobile und portable Anwendungen werden in Kooperation mit dem Antriebssystem-Labor der Forschungsgruppe elektrische Antriebsstrangtopologien (Varianten des Traktionsbordnetzes) mit Batterien und Brennstoffzellen untersucht. Ein Ziel der Forschungsarbeiten ist die Kopplung dieser Systeme mit den Leistungselektroniken und elektrischen Maschinen für einen effizienten Gesamtbetrieb.
Modellierung von Elektrolyse und Brennstoffzelle (Prof. Bessler)
Das Betriebsverhalten von Elektrolyseuren und Brennstoffzellen ist durch komplexe reaktive Strömungen geprägt: Gase (Wasserstoff und Sauerstoff/Luft) müssen in Mehrphasenströmungen von außen zu- bzw. abgeführt werden, elektrochemische Reaktionen finden an Grenzflächen statt. Reaktion, Transport, Temperatur und Betriebsanforderung sind nichtlinear miteinander gekoppelt. Zum Verständnis und Optimierung dieser komplexen Vorgänge werden an der Hochschule Offenburg Methoden der Modellierung und Simulation eingesetzt, mit denen experimentell nicht zugängliche innere Prozesse und Zustände beschrieben werden können.
Wasserstoff-Wirtschaft und Systemintegration (Prof. Hartmann, Prof. Schmidt)
Im Rahmen des Pariser Abkommens und der langfristigen Strategie des Europäischen Green Deals strebt Deutschland Klimaneutralität bis 2045 an. Dieses Ziel erfordert einen massiven Ausbau von Wasserstofftechnologien. An der Hochschule Offenburg werden technoökonomische Ausbauszenarien mit einem besonderen Fokus auf Wasserstoff und Negativemissionstechnologien entwickelt. Grundlage ist ein fundamentales Energiemarktmodell für Deutschland, welches die Erzeugungs- und Netzkapazitäten im deutschen Energiesystem optimiert. Es ermöglicht eine hohe räumliche und zeitliche Auflösung (8.760 Stunden pro Jahr mit 317 Knoten, die verschiedene Regionen in Deutschland repräsentieren). Hiermit kann Forschung über verschiedene Sektoren, einschließlich Haushalte, Industrie und Verkehr durchgeführt werden.
Darüber hinaus untersuchen wir die Rolle von Wasserstofftechnologien im Stromnetz. Im Fokus stehen netzdienliche Betriebsstrategien von Elektrolyseuren, deren Beitrag zur Integration erneuerbarer Energien sowie ihre Wirkung auf Netzstabilität, Flexibilität und Resilienz auf Verteil- und Übertragungsnetzebene.
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