Im Rahmen der Energiewende ist eine Erweiterung der in das Verbundnetz integrierten Energiespeicher notwendig, um zukünftig die heute gewohnte Versorgungssicherheit trotz eines sehr hohen Anteils volatiler regenerativer Energieerzeugungsanlagen wie Windkraftanlagen und Photovoltaik zu ermöglichen. Für dezentrale Anlagen bieten sich insbesondere elektrochemische Speicher wegen ihres dynamischen Ansprechverhaltens und des hohen elektrischen Wirkungsgrads an. Sie eignen sich ideal zur Kopplung mit regenerativen Energieerzeugungsanlagen. Für die Entwicklung marktfähiger Lösungen sind aber noch technische und ökonomische Aspekte zu beachten. Polymer-Elektrolyt-Membran (PEM) Wasserelektrolyseure sind eine effiziente Technologie zur Wasserstoffproduktion. Hierbei bieten sich insbesondere Systeme an, mit denen das Produktgas bei einem hohen Ausgangsdruck bereitgestellt werden kann, um den technischen Aufwand für eine nachfolgende Kompression der produzierten Gase zu reduzieren. Jedoch sind die Kosten für Elektrolyseuranlagen immer noch so hoch, dass sie gegenüber konventionellen Energiesystemen nicht konkurrieren können. Ein wesentlicher Beitrag zu Kosteneinsparungen kann durch die optimale Ausnutzung der eingesetzten Rohstoffe geleistet werden. Neben kostspieligen Polymeren sind vor allem die Kosten für die notwendigen katalytischen Aktivmaterialien in üblichen PEM-Elektrolyseur-Systemen die Treiber. Als Katalysatoren werden hauptsächlich Edelmetalle aus der Platingruppe verwendet.

Zur Verbesserung der Effizienz sowie zur Reduktion der Kosten von zukünftigen PEM-Hochdruckelektrolyseuren wird im Vorhaben LIKELY ein neuartiges Katalysatorsystem entwickelt. Durch die Anwendung intelligenter Präparationsverfahren sollen katalytisch aktive Elektroden mit bis zu 90 % geringerem Edelmetalleinsatz als bisher üblich kostengünstig hergestellt werden und somit Kosteneinsparpotentiale für regenerativ generierten Wasserstoff gehoben werden können. Die Materialeinsparung soll zum einen durch die hohe Reinheit der Katalysatoren erreicht werden und zum anderen durch eine neue Methodik, Membranelektrodeneinheiten mit dünner Katalysatorschicht zu verarbeiten. Das notwendige Katalysatormaterial wird mittels eines innovativen Laserablationsverfahrens hergestellt, welches in hochreinen Partikeln (liganden- und halogenfrei) mit sehr hoher elektrochemischer Aktivität resultiert. Die Edelmetallpartikel werden zur verbesserten Ausnutzung dieses hochwertigen Rohstoffs auf chlorfrei hergestelltem Silizium abgeschieden, welches durch Dotierung elektrisch leitfähig ist. Aus diesem Werkstoff sollen anschließend katalytische Schichten präpariert werden, die auf makroskopische Elektrodensubstrate aufgebracht, zu Membranelektrodeneinheiten (MEA) verarbeitet und in technischen PEM-Elektrolysezellen zur Anwendung gebracht werden.