Mit Wasserstoff-Innovationen die deutsche Halbleiterindustrie stärken

Ob Smartphones, Solarzellen, Haushalts- oder Ultraschallgeräte – in zahllosen modernen Technologien kommen Halbleiter zum Einsatz. Und mit der steigenden Nachfrage auf dem Elektronik-Markt wächst der weltweite Bedarf an diesen elektronischen Einheiten und Schaltkreisen. Ein wichtiger Baustein der industriellen Prozesse in der Halbleiterindustrie ist Wasserstoff – und genau hier findet sich Potenzial, um die Produktion effizienter und nachhaltiger zu gestalten. Zwei deutsche Firmen haben dies erkannt und setzen in den Forschungsprojekten DeHaWa und EH2S auf die Erfahrung und Expertise der Wasserstoff-Experten an der Dualen Hochschule Baden-Württemberg (DHBW) Mannheim.

Beide Projekte basieren auf Erkenntnissen und Ergebnissen des Vorgängerprojekts EH2C, bei dem ein Team aus dem DHBW-Forschungscluster Elektrochemie (ELCH) eindrucksvoll eine Methode zum Wasserstoffrecycling demonstrierte. Somit können Firmen nicht nur Geld und Strom, sondern auch CO₂-Emissionen sparen, da der in der Halbleiterindustrie eingesetzte Wasserstoff zu fast 100 % aus fossilen Quellen stammt. Mit den neuen Projekten geht es nun noch einen Schritt weiter in Richtung nachhaltige Industrieprozesse. 

DeHaWa: Verzicht auf Erdgas durch Wasserstoffrecycling

Die Halbleiterindustrie nimmt üblicherweise Erdgas, um schädliche Abfallstoffe zu verbrennen. Gleichzeitig nutzt sie hochreinen Wasserstoff als Trägergas für die Produktion. Wenn der Wasserstoff verschmutzt ist, wird er verdünnt und an die Umgebung abgelassen. Die Idee bei DeHaWa ist, mit Hilfe des innovativen einstufigen Verfahrens der elektrochemischen Kompression den verschmutzten Wasserstoff zu reinigen. Und zwar so weit, dass er erneut genutzt werden und brennen kann. Somit kann der Wasserstoff wiederverwendet werden und auch das benötigte Erdgas ersetzen. Industriepartner ist die centrotherm clean solutions GmbH.

EH2S: Schützt Produktionsanlagen durch saubere Gase

Wie in DeHaWa soll auch im Projekt EH2S der verschmutzte Wasserstoff gereinigt werden, sodass er wieder in die Produktionsprozesse eingeschleust werden kann. Jedoch wird hier mit einer anderen Technologie eine relativ kostengünstige Alternative erprobt: die Rückgewinnung von Wasserstoff aus Abgasen mittels elektrochemischer Separation. Das zweistufige Verfahren punktet mit einer einfachen Skalierbarkeit der Anlagen, was bedeutet, dass unterschiedlich große Abgasströme gereinigt werden können, dem geringen Energieaufwand und der hohen Gasreinheit. Vor allem letzteres ist für die Bedarfe der Halbleiterindustrie von großer Bedeutung, um eine Verschmutzung der Produktionsanlagen zu verhindern. Industriepartner für EH2S ist die Siqens GmbH.

Gefragte Mannheimer Wasserstoff-Expertise für Industriefirmen

Mit centrotherm clean solutions hat das Wasserstoff-Team der DHBW Mannheim einen Projektpartner, der bereits seit vielen Jahren auf das Mannheimer Know-how vertraut. Ein Know-how, das sich allmählich rumspricht und somit auch neue Kooperationspartner wie die Siqens GmbH überzeugt. "Ich bin sehr froh, dass wir mit Siqens einen weiteren Partner für die Reinigung und Verdichtung von Wasserstoff gewinnen konnten. Der Aufbau einer Wasserstoff-Infrastruktur hat jetzt bundesweit sehr hohe Priorität – mit unserem Verfahren könnten wir einen wertvollen Beitrag hierzu leisten", so Prof. Dr. Sven Schmitz, der beide Forschungsprojekte an der DHBW Mannheim leitet. Mit dem neu erworbenen Wissen werden die Unternehmen wissenschaftlich unterstützt, sodass die deutsche Industrie vom stark wachsenden Halbleitermarkt weiter profitieren kann.