Wasserstoff leidet unter dem klassischen Henne-Ei-Problem: Es gibt nicht genug Nachfrage, um Lieferanten zum Mitmachen zu bewegen, und es gibt nicht genug Angebot, um eine ausreichende Nachfrage zu ermöglichen.
Ein Startup glaubt, eine Lösung für beide Seiten zu haben.
Sitz in Chicago Celadyne hat eine Nanopartikelbeschichtung entwickelt, die auf bestehende Brennstoffzellen- und Elektrolyseurmembranen aufgebracht werden kann. Das Material könnte die Haltbarkeit bestehender Brennstoffzellendesigns drastisch verbessern und gleichzeitig die Effizienz der Wasserstoffproduktion um 15 bis 20 % steigern, sagte Gary Ong, Gründer und CEO des Unternehmens.
Wie TechCrunch exklusiv erfahren hat, hat Celadyne kürzlich eine Seed-Runde in Höhe von 4,5 Millionen US-Dollar eingesammelt. Die Runde wurde von Dynamo Ventures und Maniv unter Beteiligung von EPS Ventures geleitet. Die Mittel werden für die Herstellung weiterer Materialien verwendet, damit das Unternehmen weitere Tests durchführen kann, um seine Haltbarkeit und Effizienz nachzuweisen.
Als Ong seine frühen Geschäftspläne durcharbeitete, hörte er von einigen Experten, die sich dafür aussprachen, zuerst die Nachfrageseite in Angriff zu nehmen, während andere sich für die Angebotsseite aussprachen.
„Die Wahrheit ist, dass es tatsächlich beides ist“, sagte Ong gegenüber TechCrunch. „Wir glauben, dass Wasserstoff für die industrielle Dekarbonisierung notwendig ist, und wir machen uns wirklich Sorgen, dass alle anderen sich mit der einen Seite des Problems befassen und nicht mit der anderen.“
Um Wasserstoff für die Nutzung herzustellen, führen Ingenieure dieselbe grundlegende chemische Reaktion in die eine oder andere Richtung durch. Wenn Sie es in eine Richtung laufen lassen, erzeugen Sie mithilfe von Elektrizität Wasserstoff und Sauerstoff aus Wasser. Dies wird als Elektrolyseur bezeichnet. Wenn man es andersherum betreibt, erzeugt man Strom und Wasser aus Wasserstoff und Sauerstoff. Dies wird als Brennstoffzelle bezeichnet. Brennstoffzellen und Elektrolyseure verfügen jeweils über Optimierungen, die ihnen dabei helfen, die Hälfte ihres Zyklus effizienter zu gestalten, aber im Grunde sind sie im Wesentlichen gleich aufgebaut.
In beiden Fällen besteht die Gefahr, dass Wasserstoff durch die Protonenaustauschmembran (PEM) kriecht, die eine Seite von der anderen trennt. Wenn Wasserstoff übergeht, verringert sich die Haltbarkeit von Brennstoffzellen und es können gefährliche Bedingungen in Elektrolyseuren entstehen.
Da die Membran weiterhin für Wasserstoff durchlässig sein muss, können Wissenschaftler die Protonen nicht vollständig blockieren. Stattdessen versuchen sie, die Crossover-Geschwindigkeit zu verlangsamen. Normalerweise bedeutet das, die Dicke der Membran zu erhöhen. Leider beeinträchtigen dickere Membranen die Effizienz des Systems und sie lösen nicht vollständig die Haltbarkeitsherausforderungen, mit denen Brennstoffzellen konfrontiert sind. Da die Herstellung von Wasserstoff nicht billig ist, zählt jedes bisschen.
Celadyne sagt, dass seine Technologie dünnere Membranen ermöglicht. Laut einem vom Unternehmen eingereichten Patent sind die Membranen mit einem kristallinen Metalloxid, wie Titanoxid, beschichtet. Um das fertige Material herzustellen, fügt Celadyne einen Schritt in das traditionelle Rolle-zu-Rolle-Verfahren zur Membranproduktion ein. „Der Rest ist erhalten“, sagte Ong. Dies dürfte dazu beitragen, die Gesamtproduktionskosten zu senken.
Eine Probe der Celadyne-Membran befindet sich in einer Vitrine im Labor des Unternehmens. Bildnachweis: Celadyne
Das Gesetz zur Inflationsreduzierung sieht eine Steuergutschrift für die Produktion von grünem Wasserstoff in Höhe von 3 US-Dollar pro Kilogramm Wasserstoff vor, und damit kann die Beschichtung von Celadyne die Kosten der Wasserstoffproduktion heute auf 1 US-Dollar pro Kilogramm senken, sagte Ong. Viele gehen davon aus, dass Wasserstoff gegenüber fossilen Brennstoffen in einer Reihe von Anwendungen konkurrenzfähig werden wird.
Ong sagte, Celadyne sei in Gesprächen mit Automobilunternehmen und habe ihnen Membranmaterialien zur Validierung geschickt. (Toyota ist kein Investor, hat das Startup jedoch im Rahmen des Sputnik Accelerator-Programms beraten.) Celadyne hat außerdem einen Vertrag mit einem Netzpartner im Nordosten für ein Elektrolyseurprojekt unterzeichnet.
Das Startup wird zunächst Membranmaterialien an Automobil- und Speditionsunternehmen zur Verwendung in deren Brennstoffzellen verkaufen. Mit den Einnahmen aus diesen Verkäufen plant das Unternehmen, mit dem Bau von Elektrolyseuren im Bereich von 1 MW bis 10 MW zu beginnen und diese dann an Versorgungsunternehmen sowie Öl- und Gasunternehmen zu verkaufen.
Das Geschäftsmodell von Celadyne geht geschickt auf beide Seiten des Henne-Ei-Problems ein, obwohl sein Erfolg in beiden Fällen stark von seiner Fähigkeit abhängt, die Produktion seiner Nanopartikelbeschichtung zu skalieren. Das Unternehmen hat viel Arbeit vor sich: Für ein Start-up-Unternehmen im Seed-Stadium ist es eine große Herausforderung, beide Seiten des Marktes in Angriff zu nehmen, insbesondere einen Markt, der so unterentwickelt ist wie Wasserstoff. Andererseits haben Startups keinen Erfolg, wenn sie sich niedrige Ziele setzen.