Forschung im Energiepark Bad Lauchstädt – Wie das DBI die Reinheit von Wasserstoff sichert

Grüner Wasserstoff gilt als zentraler Energieträger der Zukunft – doch nur, wenn seine Qualität stimmt, kann er in sensiblen Anwendungen wie Brennstoffzellen oder chemischen Prozessen zuverlässig eingesetzt werden. Genau hier setzt unsere Arbeit im Energiepark Bad Lauchstädt an. Wir errichten im Rahmen des Reallabors eine Wasserstoff-Gasaufbereitungsanlage zur Entfernung von Spurenstoffen aus dem Wasserstoff. Gleichzeitig entwickeln wir Analyse- und Prüfverfahren, mit denen die Reinheit des erzeugten Wasserstoffs entlang der gesamten Wertschöpfungskette überprüft und sichergestellt werden kann. 

Warum die Reinheit so entscheidend ist 

Wasserstoff ist nicht gleich Wasserstoff. Je nach Einsatzgebiet – ob in der Chemieindustrie, der Energieversorgung oder der Elektromobilität – gelten unterschiedliche Anforderungen an seine Qualität. Schon winzige Spuren von Fremdstoffen im Bereich von wenigen millionstel oder milliardstel Anteilen (ppm/ppb) können in empfindlichen Anwendungen zu Störungen oder Effizienzverlusten führen. Dagegen sind die Reinheitsanforderungen an den Wasserstoff bei Verbrennungsprozessen (z.B. in Kraftwerken) deutlich geringer. 

Hochpräzise Analyse im laufenden Betrieb 

Im Energiepark Bad Lauchstädt errichten wir eine Gasaufbereitungsanlage, in der künftig modernste Verfahren zur Reinigung und Analyse des Wasserstoffs erprobt werden. Online-Sensoren und Gaschromatographen überwachen dort kontinuierlich die H₂-Reinheit. Ergänzend werden Proben in unserem akkreditierten Prüflabor analysiert – je nach Fragestellung mit laserbasierten Verfahren, Massenspektrometrie oder elektrochemischer und optischer Messtechnik. 

Die Verfahren orientieren sich an internationalen Standards wie der ISO 14687 (Qualitätsanforderungen) und ISO 21087-1 (Mess- und Prüfverfahren) sowie am nationalen Regelwerk des Deutschen Vereins des Gas- und Wasserfaches (DVGW e.V.). Je nach Anwendung reicht die Bandbreite der Nachweisgrenzen bis in den unteren ppb-Bereich.  

Forschung für morgen: neue Verfahren und Standards 

Ein Schwerpunkt unserer Forschung liegt auf der Weiterentwicklung bestehender Methoden und der Entwicklung neuer, effizienterer Ansätze zur Gasaufbereitung. Dabei wird insbesondere untersucht, wie sich die hohe Reinheit des im Elektrolyseur erzeugten Wasserstoffs auch nach Transport und Speicherung – etwa in Kavernenspeichern oder Leitungen – bewahren lässt. 

Denn auf dem Weg vom Erzeuger bis zum Verbraucher kann Wasserstoff mit Materialien in Kontakt kommen, die Spurenstoffe abgeben oder absorbieren. Wir entwickeln hierfür maßgeschneiderte Messstrategien und Maßnahmen, um Verunreinigungen zuverlässig zu erkennen und zu vermeiden. Gleichzeitig fließen die Forschungsergebnisse in nationale und internationale Normungsprozesse ein – und tragen so dazu bei, einheitliche Qualitätsstandards für die Wasserstoffwirtschaft zu schaffen. 

Reinheitsprüfung als Schlüssel zur Wirtschaftlichkeit 

Neben der technischen Herausforderung spielt auch die Wirtschaftlichkeit eine Rolle: Wasserstoff soll „so rein wie nötig“ aufbereitet werden – also mit möglichst geringem Energie- und Kostenaufwand, ohne dabei Qualitätsrisiken einzugehen. Wir untersuchen daher, wie sich Reinheitsanforderungen, Aufbereitungskosten und Prozessstabilität optimal aufeinander abstimmen lassen. 

Ein wichtiger Baustein für die Wasserstoffzukunft 

Mit unserer Forschung zur Reinheitsprüfung leisten wir einen zentralen Beitrag dazu, dass Grüner Wasserstoff im industriellen Maßstab sicher und wirtschaftlich genutzt werden kann. Die Ergebnisse aus dem Energiepark Bad Lauchstädt fließen nicht nur in die Optimierung der lokalen Prozesse ein, sondern schaffen auch Wissen und Standards für die gesamte Branche – für eine saubere, verlässliche und zukunftsfähige Wasserstoffwirtschaft in Deutschland und Europa. Im Chemiepark Leuna wird den H₂-Anwendern eine sehr hohe Wasserstoffqualität zur Verfügung gestellt werden, was den Einsatz des Wasserstoffs als Ausgangsprodukt für chemische Synthesen erlaubt. 

Ein Gaschromatograph ist ein Analysegerät, das Gasgemische in ihre einzelnen Bestandteile trennt und misst – so lässt sich genau bestimmen, welche Stoffe im Wasserstoff enthalten sind und in welcher Konzentration.

Weitere Informationen zum Reallabor Energiepark Bad Lauchstädt