Bosch als Motor der Wasserstoffwirtschaft

Eine neue, gemeinsame Studie des Europäischen Patentamts (EPA) und der Internationalen Energieagentur (IEA) zu Patenten im Bereich der Wasserstofftechnologien zeigt, dass deutsche Unternehmen und Forschungseinrichtungen bei Wasserstoffpatenten derzeit führend in Europa sind. Die Studie sieht für den Zeitraum von 2011 bis 2020 deutliche Technologievorsprünge bei Patentanmeldungen aus Deutschland in den Bereichen Speicherung, Verteilung und Umwandlung sowie bei Endanwendungen.

Weltweit rangiert Bosch in der Studie auf Platz 11 der klimamotivierten Wasserstoffinnovatoren. Bei den Patentanmeldungen zur Gewinnung von Wasserstoff durch Elektrolyse belegt Bosch Platz neun. Gemessen am Impact nach Branchen bei den Patentanmeldungen zur Speicherung und Verteilung von Wasserstoff liegt Bosch innerhalb der Zulieferbranche an erster Stelle. Im Ranking für Automotive-Anwendungen belegt Bosch Platz acht als einziger Zulieferer neben neun Automotive-OEMs.

Auf allen genannten Gebieten leistet die Bosch-Forschung Pionierarbeit, deren Ergebnisse in enger Zusammenarbeit von den Bosch-Geschäftsfeldern zur Marktreife gebracht werden. Grundlage der EPA-Studie waren die weltweiten Anmeldungen von Patentfamilien auf Wasserstoff-Innovationen im Zeitraum von 2011 bis 2020.

Bosch ist besonders stark in der Forschung und Entwicklung von mobilen Brennstoffzellen-Systemen und Komponenten sowie von stationären Hochtemperatur-Brennstoffzellen zur Stromerzeugung aufgestellt. Die dabei entwickelten Technologien bilden die Basis für die Entwicklung von Elektrolysesystemen zur Wasserstofferzeugung. Beide Themenfelder haben ihren Ursprung in der Bosch-Forschung. So forscht Bosch Research bereits seit den 1990er Jahren an mobilen Brennstoffzellen und seit 2004 an Festoxid-Brennstoffzellen.

Bei der Forschung und Entwicklung von mobilen Brennstoffzellen-Systemen arbeitet Bosch Research an sämtlichen zentralen Komponenten – vom Herzstück, dem Stack, über den Luftverdichter bis hin zum Steuergerät. Ein Forschungsschwerpunkt dabei: die ganzheitlich optimierte Auslegung und Betriebsstrategie unter Berücksichtigung der vielfältigen System-Wechselwirkungen. Eine der großen Herausforderungen besteht darin, die Brennstoffzellen-Einheiten möglichst platzsparend und flexibel auszulegen, um damit die Basis für unterschiedliche zukünftige Anwendungen und technologische Weiterentwicklungen zu schaffen. Ein weiterer Forschungsschwerpunkt ist die Brennstoffzelle selbst. Hier steht die Forschung neuer, zukunftsweisender Materialien zur Optimierung der Leistung und Lebensdauer von Brennstoffzellen im Vordergrund.

Neben mobilen Brennstoffzellen arbeitet Bosch Research an der Herstellung von Wasserstoff mittels Elektrolyse – und das bereits seit über zehn Jahren. Im Jahr 2012 begann Bosch Research mit der Forschung und Vorausentwicklung von Elektrolyse-Systemen; bald darauf folgte die Zusammenarbeit mit externen Partnern in öffentlich geförderten Projekten. Das gewonnene Wissen ist ein wichtiger Baustein für einen schnellen Einstieg von Bosch in die Herstellung von Kernkomponenten für Elektrolyseure, die einen bedeutenden Beitrag zum sogenannten grünen Wasserstoff leisten werden. Mithilfe von regenerativ erzeugtem Strom spalten Elektrolyse-Anlagen Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Als Wasserstoff gebunden, lässt sich die klimaneutrale Energie über einen längeren Zeitraum speichern. Bosch Research unterstützt den Geschäftsbereich bei der Serienentwicklung und forscht bereits an der nächsten Generation von Elektrolyse-Systemen.

Für die stationäre, dezentrale und klimafreundliche Stromversorgung von Stadtquartieren, Gebäuden, Industrieanlagen und Rechenzentren setzt Bosch auf SOFC (englisch: Solid Oxide Fuel Cell)-Brennstoffzellensysteme. Wird neben dem elektrischen Wirkungsgrad auch die Abwärme der Hochtemperatur-Brennstoffzellen genutzt, beispielsweise als Heizenergie, erreichen diese einen Systemwirkungsgrad von über 85 Prozent. Die Anlagen werden derzeit in mehreren Pilotprojekten in der Praxis erprobt.