Wasserstoff kann sehr vielfältig eingesetzt werden, beispielsweise als Energieträger in der Mobilität, als Zwischenspeicher für Energie oder als Edukt in der chemischen Großindustrie. Aus diesem Grund stellt Wasserstoff aus regenerativen Quellen ein wichtiges Instrument zur Einhaltung der Klimaschutzziele bei gleichzeitiger Defossilierung des Energiesystems dar. Als besonders geeignete Technologie kann die Wasserelektrolyse betrachtet werden, da sie eine effiziente Umwandlung von erneuerbarer elektrischer Energie erlaubt.

Im Rahmen des Projektes "Innovationslabor Wasserelektrolyse" (InnoEly) soll ein Charakterisierungs- und Modellierungswerkzeugkasten zur Weiterentwicklung von technischen Wasserelektrolyseuren für die Produktion von grünem Wasserstoff entwickelt werden. Dieser Werkzeugkasten soll dabei behilflich sein, eine Effizienzsteigerung und Kostensenkung zu erzielen, um bis 2035 eine Elektrolyseleistung von 10 GW bereitstellen zu können. Innerhalb des Vorhabens werden alle drei kommerziell verfügbaren Elektrolysetechnologien (AEL, PEMEL, HTEL) berücksichtigt. Dabei soll eine Verbindung von der Material- und Komponentenentwicklung bis hin zur Auslegung von kompletten Wasserelektrolysesystemen geschaffen werden.

Das Charakterisierungswerkzeug beinhaltet eine Reihe von elektro-/physikochemischen Methoden zur Untersuchung von großtechnisch genutzten Zellkomponenten, um einheitliche Analysierung und Erkennung des Optimierungspotentials gewährleisten zu können. In einem weiteren Schritt werden die Ergebnisse auf die Modellebene transferiert. Hierbei wird mit der Einzelbeschreibung der Zelle begonnen und anschließend ausgeweitet auf die Stack- und Anlagenebene. Mithilfe des entstehenden Modellierungswerkzeugs kann eine anwendungsspezifische Technologieauswahl und Dimensionierung, sowie die Integration des geeigneten Elektrolyseurs in eine neue/bestehende Anlage ermöglicht werden. Durch diese Werkzeuge können Entwicklungs- und Einsparpotentiale durch ein verbessertes Design von Matterialien, Zellkomponenten und Betriebsstrategien aufgezeigt werden.