Interview mit Paul Kant: Photoelektrolyse wirtschaftlich gedacht 

Vorwort 

Paul Kant ist Gründer des Start-ups „Photreon“ und wissenschaftlicher Mitarbeiter des Karlsruhe Institute of Technology (KIT). In seinem Start-up entwickeln Dr. Kant und seine Kollegen einen Photoelektrolyseur, welcher eine Kombination aus Photovoltaik und Elektrolyseur darstellt. Der in der Solarzelle gewonnene Strom wird direkt in der Wasserstoffproduktion umgesetzt. In unserem Interview hatten wir die Möglichkeit, ihn zu seinem Start-up und seiner Forschung zu befragen. 

Interview

Das Funktionsprinzip der Photoelektrolyse lautet wie folgt: Licht erzeugt im Halbleiter Elektronen-Loch-Paare, die an Ko-Katalysatoren die Wasserspaltung antreiben. Die Partikel sind im Volumen suspendiert (keine Beschichtung), wodurch deutlich weniger Halbleiter- und Edelmetallmaterial benötigt wird, als es bei der Photovoltaikanlage der Fall wäre. Bei diesem Prozess werden sowohl Sauerstoff als auch Wasserstoff produziert. Der Wasserstoff ist das erwünschte Produkt und Sauerstoff wird als Beiprodukt in die Atmosphäre abgegeben. 

Entstanden ist dieses Start-up aus einem Forschungsprojekt am Institut für Mikrostrukturtechnik. Aktuell befindet es sich im Übergang vom Labor in die Praxis. Erstmals wurde ein 1-m²-Prototyp erfolgreich unter echtem Sonnenlicht getestet. Angestrebt wird ein kommerzielles Produkt für den Anfang der 2030er-Jahre. Der Zielmarkt dafür ist rein industriell, da bei der privaten Produktion verschiedene Sicherheits- und Kostenhürden auftreten. Die zwei Hauptabnehmer für das Produkt wären die Sunbelt-Regionen (z. B. Oman, Marokko etc.), in denen sehr große Flächen verfügbar sind und Wasserstoff billig produziert werden kann, sowie Zentraleuropa. Dort herrscht eine höhere Zahlungsbereitschaft. 

Wirtschaftlich konkurrenzfähig sind die Photoelektrolyseure vor allem aufgrund ihrer geringen Wasserstoff-Entstehungskosten. Das liegt vor allem an dem kostengünstigen, patentierten Gesamtreaktorsystem: Anstatt auf komplexe Halbleiter-Wafer zu setzen, optimiert Photreon die Skalierbarkeit in der Fläche bei gleichzeitiger Minimierung des Ressourcenbedarfs. Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der Tatsache, dass das System anders als herkömmliche Elektrolyseure auch mit herkömmlichem Leitungswasser arbeiten kann, was zusätzliche Arbeitsschritte spart. 

Die Paneele bestehen aus Kunststoff, was sie leicht und günstig in der Massenproduktion macht. Diese Technologie ist vielversprechend, da der CO₂-Fußabdruck vergleichbar mit oder sogar geringer als bei der herkömmlichen Elektrolyse ist. 

Neben Photreon gibt es auch noch andere nationale sowie internationale Start-Ups, die sich mit der Photoelektrolyse beschäftigen und in ständigen Austausch miteinander stehen. 

Fazit

Paul Kant verfolgt mit seinem Unternehmen Photreon einen neuartigen Ansatz zur Herstellung von grünem Wasserstoff, der Photovoltaik und Elektrolyseur miteinander kombiniert. Dadurch lässt sich Wasserstoff lokal produzieren und es wird weniger Material benötigt. Zwar ist das Produkt noch nicht kommerziell verkäuflich, aber laut Paul Kants Prognose sollte dies bereits Anfang der 2030er Jahre der Fall sein.