PFAS-freie Membranen für die Elektrolyse: EU-Beschränkung und die AEM-Antwort

Wer Elektrolyseure für den europäischen Markt entwickelt oder einkauft, kommt an PFAS nicht mehr vorbei. Die EU prüft eine der umfassendsten Chemikalienbeschränkungen, die je vorgeschlagen wurden: Sie betrifft per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen in nahezu allen Verwendungen. Auch die Membranen und Ionomere, auf denen herkömmliche PEM-Elektrolyseure beruhen, gehören zu dieser Stoffgruppe. Diese Seite erklärt, was PFAS sind, wo das EU-Verfahren heute steht, was das für Betreiber, Einkäufer und Hersteller bedeutet – und warum eine PFAS-freie Membran im AEM-Elektrolyseur das Problem nicht nur verwaltet, sondern gar nicht erst entstehen lässt.

Was sind PFAS – und warum nutzt die Elektrochemie sie?

PFAS (per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen) sind eine Gruppe aus vielen Tausend synthetischen Chemikalien. Der bei der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) eingereichte Beschränkungsvorschlag umfasst rund 10.000 davon. Gemeinsam ist ihnen ein außerordentlich stabiles chemisches Grundgerüst. Genau deshalb schätzt die Industrie sie: Sie halten Hitze, starken Säuren, oxidierenden Bedingungen und Verschleiß stand.

Dieselbe Eigenschaft beunruhigt die Behörden. Laut ECHA sind alle PFAS im Geltungsbereich des Vorschlags in der Umwelt sehr langlebig. Einmal freigesetzt, bauen sie sich in menschlichen Zeiträumen praktisch nicht ab. Die fünf nationalen Behörden, die den Vorschlag erarbeitet haben, schätzen, dass ohne Gegenmaßnahmen in 30 Jahren rund 4,4 Millionen Tonnen PFAS in die Umwelt gelangen würden.

Der Vorschlag zielt nicht nur auf kleine, mobile Moleküle. Er erfasst auch Fluorpolymere – feste, große Moleküle, wie sie in Dichtungen, Beschichtungen, Kabeln und eben Membranen stecken. Für sich genommen sind diese Polymere wenig mobil. Entscheidend ist ihr gesamter Lebenszyklus: Emissionen bei der Herstellung, kleinere PFAS als Verarbeitungshilfsmittel und der Verbleib am Ende der Nutzung.

Warum PEM-Membranen betroffen sind

Ein Protonenaustauschmembran-Elektrolyseur (PEM) spaltet Wasser in stark saurer Umgebung. Seine Membran muss Protonen leiten, Wasserstoff und Sauerstoff trennen und jahrelang die oxidierenden Bedingungen an der Anode aushalten. Die Standardlösung dafür sind seit Jahrzehnten Perfluorsulfonsäure-Polymere (PFSA). Sie sind vollständig fluoriert und deshalb chemisch robust und im feuchten Zustand gut leitfähig.

PFSA-Polymere fallen unter die PFAS-Definition des EU-Vorschlags. Und im PEM-Stack stecken sie nicht nur an einer Stelle:

• Die Membran selbst basiert in der Regel auf PFSA.
• Das Ionomer, das die Katalysatorschichten bindet und die Ionen zu den aktiven Zentren leitet, gehört üblicherweise zur selben Polymerfamilie.
• Nebenkomponenten wie Dichtungen, Beschichtungen und Schläuche können ebenfalls Fluorpolymere enthalten – bei PEM wie bei anderen Technologien.

PFAS sind in der klassischen PEM-Elektrolyse also kein Zusatzstoff, sondern das funktionale Kernmaterial. Deshalb trifft die Beschränkung die PEM-Technik weit stärker als die meisten anderen industriellen Anwender von Fluorpolymeren.

Stand der EU-weiten PFAS-Beschränkung (Oktober 2026)

Das Verfahren läuft unter REACH, der EU-Chemikalienverordnung. Die wichtigsten Schritte laut den offiziellen Veröffentlichungen der ECHA:

Am 26. März 2026 fasste die ECHA die Position beider Ausschüsse zusammen: Sie unterstützen eine EU-weite Beschränkung mit gezielten Ausnahmen für Herstellung, Inverkehrbringen und Verwendung von PFAS. Nach Ansicht des SEAC sind Ausnahmen dort gerechtfertigt, wo nachweislich keine Alternativen verfügbar sind und Kosten und Nutzen dafür sprechen.

Drei Punkte sollten Sie beim Lesen von Schlagzeilen im Blick behalten:

• Noch gilt nichts. Nach Abschluss der ECHA-Bewertung erarbeitet die Kommission eine Änderung von Anhang XVII der REACH-Verordnung, über die die Mitgliedstaaten im REACH-Ausschuss abstimmen. Geltungsbereich, Ausnahmen und Übergangsfristen stehen erst im endgültigen Rechtstext fest.
• Energie wird als eigener Sektor bewertet. Die ECHA-Ausschüsse haben Energieanwendungen gesondert geprüft. Was für eine konkrete Elektrolyseanwendung gilt, entscheidet der finale Text.
• Ausnahmen hängen an fehlenden Alternativen. Der SEAC-Entwurf knüpft Ausnahmen an den Nachweis, dass es keine Alternativen gibt. Wo PFAS-freie Lösungen existieren und funktionieren, wird die Begründung für lange Ausnahmen schwächer.

Wie das Verfahren ausgeht, sagen wir nicht voraus. Die Richtung ist aber klar: In ihrem Aktionsplan für die Chemieindustrie vom 8. Juli 2025 hat die Kommission zugesagt, so bald wie möglich nach Eingang der ECHA-Stellungnahmen einen Vorschlag vorzulegen – mit dem übergeordneten Ziel, PFAS-Emissionen zu minimieren.

Was das für Käufer von Elektrolyseuren bedeutet

Ein Elektrolyseur, der 2027 gekauft wird, soll bis weit in die 2040er-Jahre laufen. In dieser Zeit braucht er Überholungen, Ersatzmembranen und Ersatzteile. PFAS sind damit keine reine Beschaffungsfrage, sondern eine Frage über die gesamte Lebensdauer.

• Ersatzteile und Überholung. Selbst wenn eine Ausnahme heutige Stacks abdeckt, kann sie befristet sein. Fragen Sie Ihren Lieferanten, wie Ersatzstacks und -membranen geliefert werden, wenn sich die Regeln während der Projektlaufzeit ändern.
• Lieferkette. Regulierung trifft die Hersteller fluorierter Materialien ebenso wie deren Anwender. Verfügbarkeit und Preis von PFSA-Membranen und -Ionomeren können sich unabhängig von der Nachfrage nach Elektrolyseuren ändern.
• Berichtspflichten und ESG. Viele Industriekunden erfassen bedenkliche Stoffe in ihrer Lieferkette bereits heute. Ein PFAS-freier Stack lässt sich gegenüber Investoren, Abnehmern und Genehmigungsbehörden leichter dokumentieren.
• Klarheit auf Komponentenebene. „PFAS-freie Membran“ heißt nicht automatisch „PFAS-freier Elektrolyseur“. Verlangen Sie eine Erklärung für jede Komponente: Membran, Ionomer, Dichtungen und Peripherie. Warum, lesen Sie in PFAS-freie Elektrolyseure: Es geht nicht nur um die Membran.

Was das für Hersteller und Stack-Entwickler bedeutet

Für Hersteller ist PFAS eine Frage des Entwicklungszyklus. Eine neue Stack-Plattform braucht Jahre bis zur Qualifizierung. Wer sie heute auf einem Material aufbaut, das beschränkt werden könnte oder von einer befristeten Ausnahme abhängt, plant das regulatorische Risiko gleich mit ein.

• Qualifizierung braucht Zeit. Wer Membran und Ionomer später tauscht, muss Zell-, Short-Stack- und Dauertests wiederholen. Ein PFAS-freies Set jetzt zu qualifizieren ist günstiger als eine Requalifizierung unter Fristdruck.
• Abgestimmte Materialien zählen. Eine PFAS-freie Membran mit einem PFAS-haltigen Ionomer lässt PFAS im Stack. Membran, Ionomer und Elektroden sollten als Set qualifiziert werden.
• Kunden fragen nach. Projektentwickler und öffentliche Förderprogramme achten zunehmend auf Materialrisiken. Eine belastbare PFAS-freie Antwort ist ein Verkaufsargument.

Checkliste: PFAS in Ausschreibung und Lieferantengespräch

Ob Sie einen Elektrolyseur ausschreiben oder Materialien für einen eigenen Stack qualifizieren – diese Fragen helfen, das PFAS-Risiko greifbar zu machen:

1. Welche Komponenten enthalten PFAS? Lassen Sie sich Membran, Ionomer, Dichtungen, Beschichtungen, Schläuche und Peripherie einzeln bestätigen.
2. Welche Alternative gibt es, und ist sie qualifiziert? Fragen Sie nach Dauertests mit Stundenzahl, Stromdichte, Temperatur und Degradationsrate – nicht nur nach Kennlinien zu Beginn der Lebensdauer.
3. In welchem Maßstab wurde getestet? Aktive Zellfläche und die Frage, ob Ergebnisse aus der Einzelzelle im Short-Stack bestätigt wurden.
4. Wie sieht die Ersatzteilstrategie aus? Wer liefert über die Projektlaufzeit Membranen und Stacks, falls sich die Regeln ändern?
5. Wie wird dokumentiert? Klären Sie früh, welche Nachweise Investoren, Abnehmer und Genehmigungsbehörden erwarten.

Weitere Kriterien für die Lieferantenauswahl finden Sie in AEM-Elektrolyseur-Komponenten für EU-Auktionen beschaffen.

Wie die AEM-Elektrolyse das PFAS-Problem umgeht

Die Anionenaustauschmembran-Elektrolyse (AEM) arbeitet wie PEM mit einer festen Polymermembran. Diese leitet aber Hydroxidionen statt Protonen; die Chemie ist alkalisch statt sauer. Damit ändern sich die Anforderungen an die Materialien grundlegend.

• Kein vollständig fluoriertes Grundgerüst nötig. Unter alkalischen Bedingungen lassen sich Membran und Ionomer aus PFAS-freien Polymeren herstellen – PFAS-frei von Anfang an, nicht erst durch nachträglichen Ersatz.
• Dasselbe kompakte Zelldesign. AEM behält die Vorteile einer dünnen, dichten Membran: kompakte Stacks, hohe Stromdichte und weniger Gasübertritt als bei einem porösen Diaphragma.
• Keine knappen Edelmetalle nötig. Die alkalische Umgebung erlaubt außerdem Elektroden ohne kritische Rohstoffe – damit entfällt auch das zweite große Materialrisiko der PEM-Technik.
• Verdünnter Elektrolyt. AEM-Systeme laufen mit Reinstwasser bis verdünntem alkalischem Elektrolyt – deutlich schonender als die konzentrierte Lauge der klassischen alkalischen Elektrolyse.

Einen Vergleich der drei Technologien finden Sie in Alkalische, PEM- oder AEM-Elektrolyse: die Materialfrage und in unserem ausführlichen Leitfaden zur AEM-Elektrolyse.

Der klassische Einwand gegen AEM war die Haltbarkeit: PFAS-freie Polymere mussten erst beweisen, dass sie in einer arbeitenden Zelle durchhalten. Genau hier haben sich die Daten bewegt.

Die Lösung: PFAS-freie AEM-Membranen AionFLX™ und AionFLX™ Plus

AionFLX™ ist die Familie PFAS-freier Anionenaustauschmembranen von CENmat für die AEM-Wasserelektrolyse. Sie wird gemeinsam mit dem passenden AionFLX™ Ionomer aus derselben Materialfamilie entwickelt – auch der Binder in der Katalysatorschicht ist also PFAS-frei.

• AionFLX™ Plus, die Kompositversion, lief mehr als 8.000 Stunden mit einer Degradationsrate unter 15 µV/h im Langzeittest (50 °C, 1 M KOH). Mehr dazu in AEM-Membran-Lebensdauer: AionFLX™ Plus über 8.000 h.
• Validiert für die Nassmontage und lieferbar in pilotrelevanten Bogengrößen, validiert bis 900 cm².
• Im Stack bewährt. Dieselbe Membranchemie steckt im HYScale AEM-Elektrolyse-Stack von CENmat: Ein 6-kW-Short-Stack mit 400-cm²-Zellen ist validiert; die Fertigung des 100-kW-Systems mit 900-cm²-Zellen ist abgeschlossen, es befindet sich in der Inbetriebnahme.

AionFLX™ wird zusammen mit den CRM-freien OXYGN-Anoden und H2GN-Kathoden von CENmat qualifiziert. Hersteller erhalten so ein abgestimmtes, PFAS-freies Materialset für Zellen und Stacks statt einer Einzelkomponente, die sie um vorhandene Materialien herum einpassen müssen. Wie die Membranfertigung skaliert wurde, beschreibt AEM-Membranfertigung hochskalieren.

CENmat arbeitet auch an der PEM-Elektrolyse; dort liegt unser Schwerpunkt auf Ultra-Low-Iridium-Katalysatoren. Für die PFAS-freie Elektrolyse ist AEM unser Hauptweg.

FAQ: PFAS-freie Membranen

Ist die EU-PFAS-Beschränkung schon in Kraft?

Nein. Stand Oktober 2026 hat der RAC der ECHA seine endgültige Stellungnahme verabschiedet (2. März 2026); die endgültige Stellungnahme des SEAC wird bis Ende 2026 erwartet. Danach erarbeitet die Kommission die Beschränkung, über die die Mitgliedstaaten abstimmen. Geltungsbereich, Ausnahmen und Übergangsfristen stehen erst im finalen Rechtstext.

Sind PEM-Membranen PFAS?

Herkömmliche PEM-Membranen und -Ionomere bestehen aus Perfluorsulfonsäure-Polymeren (PFSA), die unter die PFAS-Gruppe des EU-Vorschlags fallen.

Was ist eine PFAS-freie AEM-Membran?

Eine Anionenaustauschmembran aus Polymeren, die keine PFAS sind. Weil die AEM-Elektrolyse alkalisch statt sauer arbeitet, braucht sie keine vollständig fluorierte Membran.

Reicht eine PFAS-freie Membran für einen PFAS-freien Elektrolyseur?

Allein nicht. Ionomer, Dichtungen, Beschichtungen und Peripheriekomponenten müssen ebenfalls geprüft werden. Mit AionFLX™ Membran und AionFLX™ Ionomer sind die beiden größten PFAS-Anwendungen in der Zelle abgedeckt.

Wie langlebig ist AionFLX™?

AionFLX™ Plus lief im Langzeittest mehr als 8.000 h bei einer Degradationsrate unter 15 µV/h (50 °C, 1 M KOH).

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