Eine umfassende Analytik und In-situ-Charakterisierung ist essenziell, um die komplexen Prozesse innerhalb der Reaktorsysteme zu verstehen und gezielt zu optimieren. Am Campus Vaihingen stehen hierfür umfangreiche Messmethoden zur Verfügung, die sowohl Gasphasenanalysen als auch Oberflächen- und Materialuntersuchungen umfassen, beispielsweise durch Raman-Spektroskopie, Röntgendiffraktometrie und Raser-Elektronen-Mikroskopie. Operando-Ansätze ermöglichen es, Prozesse direkt unter Betriebsbedingungen zu beobachten und zeitlich aufgelöst zu analysieren. Dadurch können Reaktionspfade, Zwischenprodukte und Degradationsmechanismen identifiziert werden. Die enge Integration von Analytik und Prozessbetrieb schafft eine belastbare Datenbasis für die Weiterentwicklung von Materialien, Reaktoren und gesamten Prozessketten.

Im Fokus der Infrastruktur stehen elektrifizierte Reaktorsysteme im Technikumsmaßstab, die die direkte Nutzung von Strom zur Aktivierung chemischer Prozesse ermöglichen. Hierzu zählen plasmabasierte Reaktoren, katalytische Systeme sowie hybride Konzepte, die gezielt für Power-to-X-Anwendungen entwickelt werden. Die Plattform erlaubt die Untersuchung von Reaktionsmechanismen, Stoffumsätzen und Energieeffizienzen unter variierenden Betriebsbedingungen. Durch die Kombination unterschiedlicher Reaktortypen können neue Prozessrouten für die Umwandlung von CO₂, Stickstoff oder biogenen Gasen erschlossen werden. Ziel ist es, skalierbare und ressourceneffiziente Technologien zu entwickeln, die eine zentrale Rolle in zukünftigen, elektrifizierten Wertschöpfungsketten einnehmen.

Die modulare Wasserstoff-Prozessplattform mit zwei vollautomatisierten Prüfständen im Kilowattmaßstab ermöglicht die flexible Kopplung von Elektrolyse, Gasaufbereitung, Speicherung und Nutzung. Durch standardisierte Schnittstellen und eine skalierbare Medienversorgung können unterschiedliche Prozessketten schnell konfiguriert und unter realitätsnahen Bedingungen betrieben werden. Dabei erlaubt die Infrastruktur sowohl stationäre als auch dynamische Betriebsweisen, um Lastwechsel, Systemintegration und sektorübergreifende Anwendungen abzubilden. Die Plattform unterstützt die Untersuchung gesamter Prozessketten und schafft die Grundlage für eine systemische Bewertung von Effizienz, Robustheit und Skalierbarkeit. So wird ein konsistenter Übergang von der Laborumgebung hin zu komplexeren, integrierten Energiesystemen ermöglicht.