Verbesserter Schutz von Elektroden und Beitrag zu einem stabilen Langzeitbetrieb von Elektrolyseuren
Ion-exchange membrane process for chlor-alkali electrolysis (Bildquelle: Asahi Kasei)
Düsseldorf und Novi, Michigan – 3. Juni 2025 – Asahi Kasei hat vom Japan Institute of Invention and Innovation den Imperial Invention Prize 2025 erhalten, die höchste Auszeichnung, die im Rahmen der Nationalen Auszeichnung für Erfindungen 2025 vergeben wird. Die Verleihung des Preises findet am 1. Juli statt. Das Unternehmen wurde für seine Entwicklung einer nickelbeschichteten Absorptionsschicht geehrt, die die Lebensdauer von Elektroden für die Chlor-Alkali-Elektrolyse verlängert (Patent Nr. 6120804). Diese Auszeichnung unterstreicht das Engagement von Asahi Kasei für kontinuierliche Innovationen in den Bereichen Materialwissenschaft und elektrochemische Prozesse.
Bei der Chlor-Alkali-Elektrolyse werden Ionenaustauschmembranen verwendet, um durch Elektrolyse von Salzlauge Chlor, Natronlauge und Wasserstoff zu erzeugen. Seit seiner Kommerzialisierung durch Asahi Kasei im Jahr 1975 wurde dieses Verfahren in über 160 Anlagen in mehr als 30 Ländern weltweit eingesetzt (Stand: Dezember 2024). Die ausgezeichnete nickelbeschichtete Absorptionsschicht behebt ein langfristiges Hauptproblem des Chlor-Alkali-Elektrolyseverfahrens: Wenn die Elektrolyse aufgrund eines vorübergehenden Rückgangs der Nachfrage nach Chlor und Natronlauge, einer Fehlfunktion der Anlage oder eines Stromausfalls unterbrochen wird, beschleunigt sich die Alterung der Elektroden – insbesondere der Kathode – aufgrund von Rückstrom. Dies führt zu Problemen wie einem erhöhten Stromverbrauch und einer verkürzten Lebensdauer der Kathode. Herkömmliche Maßnahmen haben mechanische Lösungen zur Unterdrückung solcher Rückströme verwendet. Dieser Ansatz ist jedoch anfällig für Fehlfunktionen und Bedienerfehler, so dass es schwierig ist, eine beschleunigte Alterung der Kathode vollständig zu vermeiden.
Als Alternative zu einer mechanischen Lösung hat Asahi Kasei eine Umkehrstrom-Absorptionsschicht mit einer Nickelbeschichtung entwickelt. Wenn der Elektrolyseprozess gestoppt wird, geht diese Schicht eine chemische Reaktion mit dem Nickel ein, wodurch eine Zersetzung der Kathode verhindert und ein stabiler, langfristiger Betrieb der Anlage ermöglicht wird. Die nickelbeschichtete Rückstrom-Absorptionsschicht vereint nötige Porösität mit Robustheit und einer guten Verarbeitbarkeit über große Flächen. Die Kommerzialisierung gelang durch das Aufbringen von Nickel auf ein Substrat durch thermisches Spritzen, bei dem ein Material bis zu einem geschmolzenen oder nahezu geschmolzenen Zustand erhitzt und auf eine Oberfläche aufgetragen wird, um eine Beschichtung zu bilden. Akiyasu Funakawa, General Manager der Forschungs- und Entwicklungsabteilung für Ionenaustauschermembranen bei Asahi Kasei: „Chlor und Natronlauge sind unverzichtbare Rohstoffe, weil sie Grundlage für die Produktion von verschiedenen Gütern in unserem täglichen Leben sind. Dieser Preis ist eine große Ermutigung für mich, weiter an der Entwicklung von Elektrolysetechnologie zu arbeiten, die einen Beitrag für die Welt leistet.“ Toshinori Hachiya, General Manager der Microza & Water Processing Quality Assurance Dept. bei Asahi Kasei, fügte hinzu: „Als Reaktion auf die Herausforderungen unserer Kunden haben wir uns mit vielen Ideen auseinandergesetzt. Ich freue mich sehr, dass die Ergebnisse unserer beharrlichen Bemühungen auf diese Weise gewürdigt werden.“
Chlor-Alkali-Elektrolyseanlagen, die diesen technischen Durchbruch nutzen, werden bereits von Chemieherstellern weltweit eingesetzt, und die Marktexpansion geht weiter. Asahi Kasei untersucht auch die Anwendbarkeit der Technologie auf andere Elektrolyseverfahren, wie z. B. die alkalische Wasserelektrolyse für die grüne Wasserstoffproduktion. Zusätzlich zum Imperial Inventor Preis nahm Koshiro Kudo, Präsident von Asahi Kasei, im Namen des Unternehmens die Auszeichnung für einen herausragenden Beitrag zur Umsetzung und Kommerzialisierung der Erfindung entgegen.
Weitere Informationen über den Ionenaustauschmembranen-Geschäftsbereich von Asahi Kasei finden Sie unter https://chlor-alkali.asahi-kasei.co.jp/en/
Über Asahi Kasei
Die Asahi Kasei Gruppe trägt zum Leben und zur Lebensqualität von Menschen auf der ganzen Welt bei. Seit seiner Gründung im Jahr 1922 mit dem Geschäft mit Ammoniak und Zellulosefasern ist Asahi Kasei durch die proaktive Umgestaltung seines Geschaftsportfolios kontinuierlich gewachsen, um den sich wandelnden Bedürfnissen jeder Zeit gerecht zu werden. Mit mehr als 50.000 Mitarbeitern weltweit trägt das Unternehmen zu einer nachhaltigen Gesellschaft bei, indem es in seinen drei Geschäftsbereichen Material, Homes und Healthcare Lösungen für die Herausforderungen der Welt anbietet. Weitere Informationen finden Sie unter www.asahi-kasei.com
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