Lebensdauerversprechen kosten in der AEM-Wasserelektrolyse nichts – Betriebsstunden auf dem Teststand schon. Wenn Ingenieurinnen und Ingenieure uns nach einer Anionenaustauschmembran fragen, geht es selten zuerst um die maximale Stromdichte. Die erste Frage lautet: Wie lange hält sie, und unter welchen Bedingungen? Hier ist unsere bisher klarste Antwort.
Das Ergebnis
Unsere Kompositmembran AionFLX™ Plus hat 8.000 Stunden Dauerbetrieb hinter sich – und der Test läuft weiter. Die Zelle wurde die gesamte Zeit bei konstantem Strom betrieben, unter Bedingungen, die jede AEM stark fordern:
- 1 M KOH als Elektrolyt
- 50 °C
- 1 A/cm², galvanostatisch
- 4 cm² Einzelzelle
- PGM-freie Elektroden auf beiden Seiten: unsere OXYGN™ Anode und H2GN™ Kathode
Bei 1 A/cm² startete die Zelle bei etwa 1,82 V und lag nach rund 7.000 Stunden bei etwa 1,97 V. Nach der üblichen Einfahrphase liegt die Degradationsrate seit Stunde 2.300 unter 10 µV/h.
Zur Einordnung: 8.000 Stunden sind fast elf Monate ohne Unterbrechung. Es ist ein langer, sauberer Datensatz bei einer Konzentration, in der viele AEMs ihre ionischen Gruppen schnell verlieren. Und er zeigt in die richtige Richtung.
Warum 1 M KOH der härtere Test ist
AEM-Elektrolyseure lassen sich mit reinem Wasser ebenso betreiben wie mit recht konzentrierter Lauge. Mehr KOH senkt die ohmschen Verluste und verbessert die Leistung bei gegebener Spannung – belastet die Membran chemisch aber deutlich stärker. Der Angriff durch Hydroxid ist der klassische Ausfallmechanismus von AEMs. Deshalb laufen viele veröffentlichte Dauertests in 0,1 M KOH oder darunter.
Der Betrieb in 1 M KOH ist bewusst der anspruchsvollere Weg. Hält eine Membran hier durch, haben Systementwickler echte Wahlfreiheit: verdünnter Elektrolyt für eine einfachere, weniger korrosive Peripherie oder höhere Konzentration für mehr Effizienz.
AionFLX™ und AionFLX™ Plus: was gehört wozu?
AionFLX™ Plus baut auf unserer Standardmembran AionFLX™ auf, die unter anderen Bedingungen eigene Ergebnisse vorweisen kann. Beim Vergleich von Zahlen sollten Sie beide auseinanderhalten:
| Membran und Test | Ergebnis |
|---|---|
| AionFLX™ Plus, 1 M KOH, 50 °C, 1 A/cm², 4 cm² | > 8.000 h, Test läuft; < 10 µV/h nach Stunde 2.300 |
| AionFLX™, 0,1 M KOH, 50 °C, 4 cm² | ≈ 5.000 h bei ≈ 20 µV/h (kommerzielle Referenzmembran in derselben Zelle: ≈ 170 µV/h) |
| AionFLX™, 2 M KOH | 18 µV/h über ≈ 2.100 h |
| AionFLX™, unabhängiger Test am DLR, 0,1 M KOH, 50 °C, harmonisiertes EU-Protokoll | 2,01 A/cm² bei 2,01 V; < 5 µV/h über 330 h |
| AionFLX™ Membraneigenschaften | 1,1 meq/g Ionenaustauschkapazität; 82,7 mS/cm OH⁻-Leitfähigkeit (50 °C, 1 M KOH); 20 % Quellung |
| AionFLX™, H₂ in O₂ bei 1,3 A/cm² (0,1 M KOH, 50 °C) | ≈ 0,2 Vol.-% |
Für alle, die einen AEM-Lieferanten qualifizieren, zählen drei Punkte.
Die Degradationsrate schlägt die Stundenzahl. Eine Membran, die 5.000 Stunden mit 170 µV/h läuft, und eine, die 5.000 Stunden mit 20 µV/h läuft, spielen nicht in derselben Liga. Die erste erreicht Ihre End-of-Life-Spannung weit früher. Fragen Sie deshalb immer nach Rate, Bedingungen und danach, ob der Test noch läuft.
Geringe Quellung und wenig Gasübertritt erleichtern den Stackbau. Mit 20 % Quellung bleibt die Membran bei der nassen Montage und beim Anfahren formstabil. Rund 0,2 Vol.-% Wasserstoff im Sauerstoff bei 1,3 A/cm² halten das Anodengas im Normalbetrieb deutlich unter der unteren Explosionsgrenze. Bei Teillast steigt der Gasübertritt – prüfen Sie ihn daher über Ihren gesamten Lastbereich.
Alles ist PFAS-frei. AionFLX™ Membranen und Ionomere stammen aus derselben fluorfreien Polymerfamilie. Da in der EU eine umfassende PFAS-Beschränkung diskutiert wird, ist das für die Versorgungssicherheit ebenso wichtig wie für die Umweltbilanz.
CENmat als AEM-Membranlieferant
Wir fertigen Membran, passendes Ionomer und PGM-freie Elektroden selbst. Zeigt eine Zelle Auffälligkeiten, betrachten wir deshalb die gesamte Membran-Elektroden-Einheit und nicht eine Komponente isoliert. Sie erhalten:
- AionFLX™ und AionFLX™ Plus Membranbögen, validiert bis 900 cm²
- Passendes AionFLX™ Ionomer für Katalysatorschichten
- Montagefertige OXYGN™ und H2GN™ Elektroden oder komplette MEAs
- Testdaten unter Ihren Bedingungen, inklusive des verwendeten Protokolls
Sie prüfen AEM-Membranen für einen Stack oder ein Forschungsprogramm? Fordern Sie Muster an oder laden Sie das AEM Qualification Pack (englisch) herunter. Die aktuelle Spezifikation finden Sie auf der AionFLX™ Produktseite. Nennen Sie uns Elektrolytkonzentration, Temperatur und Ziel-Stromdichte – wir schicken Ihnen den passenden Datensatz.
Teststand: September 2026. Wir aktualisieren diesen Beitrag, während der Test weiterläuft.