Eine Revolution in der sauberen Energie ist im Gange – und an vorderster Front steht Elementarhy, ein neues Startup im ESA BIC Northern Germany. Mit dem Ziel, die Wasserstoffproduktion durch modernste Membran-Elektroden-Anordnungstechnologie (MEA) neu zu definieren, bringt Elementarhy nachhaltige Energielösungen nicht nur auf die Erde, sondern auch ins Weltall. Durch die drastische Verbesserung der Effizienz und Skalierbarkeit der Wasserelektrolyse stellt sich das Team hinter Elementarhy einer der größten Herausforderungen der Energiewende: sauberen, kosteneffizienten Wasserstoff zu produzieren – bei gleichzeitiger Reduzierung der Abhängigkeit von knappen Rohstoffen.
Mit der Unterstützung des ESA BIC Norddeutschland bereitet sich Elementarhy nun darauf vor, seine Technologie für Anwendungen im Weltraum anzupassen – wo Wasserstoff zum Schlüsselfaktor für die Erkundung fremder Welten, Satellitenantriebe und die Produktion von Treibstoff außerhalb der Erde werden könnte.
Eine Freundschaft, die Innovation entfachte
Elementarhy ist die Idee von Arne Birth und Dr. Gustav Sievers, zwei langjährigen Freunden mit einer gemeinsamen Leidenschaft für Energielösungen und Wassersport. „Gustav und ich kennen uns seit über 20 Jahren – wir haben an derselben Universität studiert, allerdings in unterschiedlichen Fachrichtungen“, erklärt Arne Birth. „Ich habe Betriebswirtschaftslehre und Geographie studiert, während Gustav Umweltwissenschaften belegte. Schon damals verband uns zwei Leidenschaften: neue, saubere Energielösungen und eine Liebe zum Wassersport. Wir haben diese Leidenschaften mit Gustavs Expertise in der Elektrochemie kombiniert, um eine neue Technologie zur Wasserstoffgewinnung zu entwickeln.“ Für Gustav Sievers begann die Reise in die Wasserstofftechnologie vor fast einem Jahrzehnt. „Während meines Studiums entdeckte ich die Technologie erstmals – vor fast zehn Jahren – und entwickelte sie im Rahmen meiner Umweltstudien in Kopenhagen weiter.“ Obwohl sie zunächst unterschiedliche Karrierewege einschlugen – Gustav in der wissenschaftlichen Forschung und Arne in der Wirtschaft und chemischen Industrie – fanden sie 2022 wieder zusammen, als Arne einen Ausstieg aus der Öl- und Gasbranche suchte. „Am 24. Februar 2022 war mir klar, dass ich mich von der Öl- und Gasindustrie lösen und eine sicherere und nachhaltigere Energie- und Edelmetallversorgung aufbauen wollte. Ich kontaktierte Gustav, und er erzählte mir, dass er dringend Unterstützung bei der Geschäftsentwicklung für seine Technologie benötigte, um sie zu kommerzialisieren.“
Die Idee von Elementarhy war somit geboren.
Die bahnbrechende Technologie, die alles verändert
Im Kern der Innovation von Elementarhy steht die Membrane Electrode Assembly (MEA), eine Schlüsselkomponente der Protonenaustauschmembran-Elektrolyse (PEM). Diese Technologie spaltet Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff und bietet eine saubere, effiziente und hochskalierbare Methode zur Herstellung von Wasserstoff. „Es ist wie ein Sieb“, erklärt Gustav. „Wir liefern eine fünflagige Membran, die Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff trennt.“ Die 5-lagige e|MEA-Membran-Elektroden-Einheit von Elementarhy bietet mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen MEA-Designs. Durch den Einsatz ultradünner Katalysatoren konnte der Iridiumverbrauch um das 20-fache – auf etwa 5 % – reduziert werden, bei gleicher Leistung. Dieser Durchbruch macht die Technologie skalierbarer und hilft, Engpässe zu vermeiden – entscheidend, da die Nachfrage nach Wasserstofflösungen weiter wächst. „Iridium stammt eigentlich aus dem Weltraum – es gelangt durch Asteroiden auf die Erde – und derzeit stehen uns nur acht Tonnen pro Jahr zur Verfügung. Wenn wir diese Technologie hochskalieren wollen, müssen wir viel weniger verbrauchen“, erklärt Gustav. „Auf der Erde haben wir das Problem, dass wir nicht alles elektrifizieren können – wir brauchen Moleküle für die Ammoniak- und Stahlproduktion sowie andere Industrien. Im Weltraum benötigen wir große Mengen Wasserstoff für Raketentreibstoff und Lebenserhaltungssysteme. Unsere Technologie könnte Raketentreibstoff auf dem Mars produzieren.“
An example of Elementarhy fully customizable e|MEA. Photo credit: Elementarhy ©2025
Elementarhy nutzt Deep-Tech, um grünen Wasserstoff skalierbar und wettbewerbsfähig zu machen. Ihr Ansatz konzentriert sich auf die maßgeschneiderte Herstellung der Grundkomponente eines Elektrolyseurs – der MEA – mit deutlich weniger kritischen Rohstoffen und beeindruckenden Leistungswerten. Der modulare Aufbau der e|MEA von Elementarhy bedeutet, dass Elektrolyse-Hersteller die Flexibilität haben, jedes Schichtdesign an spezifische Bedürfnisse und Betriebsbedingungen anzupassen. Durch diese Anpassungsfähigkeit kann die e|MEA in verschiedenen Anwendungen und Umgebungen eingesetzt werden. Mit diesen Innovationen macht Elementarhy die Wasserstoffproduktion nicht nur effizienter und kostengünstiger, sondern gestaltet auch die Zukunft der Wasserstofftechnologie für Erde und Weltraum neu.
Wozu diese Technologie? Und warum jetzt?
Der Zeitpunkt des Durchbruchs von Elementarhy könnte nicht entscheidender sein. Während die globale Nachfrage nach Wasserstoff wächst, stoßen herkömmliche Produktionsmethoden auf große Hindernisse, darunter hohe Kosten, begrenzte Rohstoffe und Umweltbedenken. Arne hebt die wirtschaftlichen und nachhaltigen Vorteile ihrer Technologie hervor: „Als Wirtschaftswissenschaftler finde ich es sehr spannend, mit weniger mehr zu erreichen. Die Nachfrage nach diesen kritischen Rohstoffen ist enorm, und wir müssen sie so effizient wie möglich nutzen. Mit unserem fortschrittlichen Plasma-Beschichtungsverfahren …“ Gustav ergänzt: „Traditionelle Elektrolysetechnologie basiert auf chemischen Prozessen, aber wir nutzen ein Vakuumverfahren, das auch im Weltraum angewendet werden kann, um Atome zu bewegen. Es ist ein viel gezielterer Ansatz, um die Technologie materialeffizienter zu machen. Das ist das Hauptziel.“
Der nächste Schritt: Von der Erde ins All
Während sich Elementarhy zunächst auf terrestrische Anwendungen konzentrierte, war das Potenzial für den Weltraum schon immer Teil der Vision. „Wir haben mit der Erde begonnen, weil die Anwendung hier dringend benötigt wird“, sagt Gustav. „Aber diese Technologie stammt eigentlich aus dem Weltraumsektor – das ist sozusagen ihre Heimat.“ Da die Raumfahrtindustrie die Erschließung von Mond und Mars vorantreibt, ist Elementarhy ideal positioniert, um die Wasserstoffproduktion außerhalb der Erde zu unterstützen. Arne erläutert: „Im Weltraum herrschen andere Bedingungen. Auf der Erde steigen Wasserstoffblasen immer nach oben. Aber im Weltraum gibt es kein ‚oben‘ – also müssen wir die Technologie entsprechend anpassen. Mit unserem Vakuumverfahren ist das kein Problem mehr.“ Wasserstoff wird eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung menschlicher Präsenz auf Mond und Mars spielen – als Sauerstoffquelle für Astronauten, Treibstoff für Raketen und dezentrale Energiespeicherung für zukünftige Weltraumkolonien. „Wir sagen immer, dass unsere Technologie ‚Technologie ermöglicht‘“, betont Gustav. „Von allen Sektoren, die wir beliefern können, ist der Weltraum einer der spannendsten. Man kann sie nutzen, um Satelliten zu bewegen, Sauerstoff im All zu produzieren und zukünftige Weltraummissionen anzutreiben.“
ESA BIC Northern Germany – Ein neues Kapitel
Die Aufnahme von Elementarhy in das Business-Inkubationsprogramm ESA BIC Northern Germany für junge Weltraum-Startups markiert einen wichtigen Schritt auf der Reise des Teams. „Ich habe ESA BIC online und in den Nachrichten gesehen“, erinnert sich Gustav. „Ich habe auch mit Leuten aus der Raumfahrtbranche gesprochen, die sagten, dass es nicht wirklich um Finanzierung geht, sondern darum, mit der ESA verbunden zu sein und Teil des Netzwerks zu werden. Für uns ist das einer der Hauptvorteile.“ Durch ESA BIC Northern Germany erhält Elementarhy Zugang zu Expertenberatung, Testeinrichtungen und wertvollen Branchenkontakten. „Wir freuen uns darauf, unsere Technologie unter verschiedenen Bedingungen zu testen – zum Beispiel im Fallturm Bremen, wo wir Experimente in Schwerelosigkeit durchführen können“, sagt Gustav. „Und natürlich möchten wir mit Kunden sprechen, die an unserem Produkt interessiert sind.“ Arne fügt hinzu: „Ein besseres Verständnis des Marktes und der Kundenbedürfnisse ist ein großes Thema für uns. Das wird direkten Einfluss auf unsere Produktentwicklung haben. Das ESA-Netzwerk ist ebenfalls unglaublich wichtig – eine großartige Möglichkeit, Kontakte zu knüpfen, Einblicke zu gewinnen und bei Bedarf in die richtige Richtung zu steuern.“
Was kommt als Nächstes?
Mit einem starken Team von 11 Mitarbeitern und der Unterstützung des deutschen Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie konzentriert sich Elementarhy nun auf die Entwicklung seines ersten MEA-Pilotsystems. „Unser Hauptziel in diesem Jahr ist es, den ersten Pilot aufzubauen und Gespräche mit potenziellen Kunden zu führen“, erklärt Arne. „Basierend darauf können wir das Produkt in Zusammenarbeit mit ihnen verfeinern.“ Gustav fasst ihre gemeinsame Vision zusammen: „Wir wollen einfach vorankommen. Es gibt einen riesigen Markt für sauberen Wasserstoff, und wir wollen unseren Beitrag leisten.“ Mit seiner bahnbrechenden Technologie und einer klaren Vision ist Elementarhy bereit, die Wasserstoffproduktion zu revolutionieren – auf der Erde, im Orbit und darüber hinaus.
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Über ESA BIC Northern Germany
Das Inkubationszentrum (BIC) der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) in Norddeutschland (ESA BIC Northern Germany) hat seinen Sitz gemeinsam mit dem Luft- und Raumfahrtverband des Landes Bremen im Bremer Innovations- und Technologiezentrum BITZ sowie dem Digital Hub Industrie – zwei von Bremens größten Innovations- und Technologiezentren für Hightech-Unternehmen und Startups. Das ESA BIC Northern Germany bringt neue Startup-Impulse in die Region und stärkt somit das Innovationscluster Luft- und Raumfahrt des Landes Bremen. Der AVIASPACE BREMEN e.V. unterstützt die Raumfahrt Incubatees mit seinem Netzwerk, der Öffentlichkeitsarbeit und gezielten Coachings nicht nur während der Inkubationszeit, sondern auch in der Phase der Antragsstellung und im Anschluss als Alumni. Das STARTHAUS Bremen & Bremerhaven ist die zentrale Anlaufstelle im Bremer Gründungsökosystem und unterstützt die Startups zu allen Fragestellungen der Geschäftsentwicklung sowie zur Finanzierung. Gemanagt wird das ESA BIC Northern Germany von der Anwendungszentrum GmbH Oberpfaffenhofen (AZO), einem internationalen Netzwerk- und Brandingunternehmen für europäische Raumfahrtprogramme.
Seit 2021 bietet das ESA BIC Northern Germany seinen Service auch an Startups mit Raumfahrtbezug in Schleswig-Holstein an. Das Technikzentrum Lübeck mit GATEWAY49, AviaSpace und AZO betreiben gemeinsam diese Erweiterung des ESA BIC Northern Germany. Seit 2024 bietet der Innovationport Wismar der Forschungs GmbH Wismar gemeinsam mit AviaSpace und AZO ebenfalls den Zugang zum ESA BIC Northern Germany an. Es ist weiterhin geplant das ESA BIC Northern Germany auf die nördlichen Bundesländer Hamburg, Niedersachsen und Berlin-Brandenburg auszuweiten.
Die technische Unterstützung des ESA BIC Norddeutschland wird von Fraunhofer IFAM, Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz DFKI, DLR-RY Institut für Raumfahrtsysteme, Alfred-Wegener Institut für Polarforschung AWI, Hochschulen im Land Bremen Bremen inklusive verschiedener Institute wie z.B. Institut für Umweltphysik, Universität Lübeck, TH Lübeck, Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation ZARM, Life Science Nord, Airbus Group, ArianeGroup, AES Aircraft Elektro/Elektronik System, Dräger, DSI Aerospace, Possehl und OHB angeboten.
