Abweichender Titel nach Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers ; Zusammenfassung in deutscher Sprache ; Mit zunehmendem Anteil erneuerbarer Energien in der gesamten Stromerzeugung erhöht sich der Bedarf an Speichertechnologien. Zum Beispiel stieg die weltweit produzierte Windenergie von 17400 MWh im Jahr 2000 auf 318105 MWh im Jahr 2013. In unmittelbarer Zukunft wird ein hoher Anteil an Elektrizität im Stromnetz aus erneuerbaren Energiequellen stammen. Dies birgt eine Reihe von Herausforderungen für die Netzbetreiber. Der erzeugte Strom aus Wind und Sonne ist schwankend und von intermittierender Natur und somit nicht synchron mit dem Verbrauch. Diese Instabilitäten müssen daher ausgeglichen werden, um die Netzstabilität gewährleisten zu können. Gleichzeitig ist dafür ein Lang- und Kurzspeichersystem für Energie notwendig. Darüber hinaus gibt es viele Herausforderungen, den Überschuss an erneuerbarer Energie aus Windkraftanlagen und Solarfeldern zum Verbraucher zu bringen. Mit den Power-to-Gas Technologien kann man zum Beispiel in zwei Prozessschritten diese Probleme lösen, die sich aus der Gewinnung von Strom aus erneuerbaren Energieträgern ergeben. Im ersten Schritt, der Elektrolyse, wird der Überschussstrom aus Wind- und Solarenergie in Wasserstoff umgewandelt. Im nächsten Schritt, der Methanisierung, erfolgt mit CO2 die Umsetzung zu Methan mit dem aus der Wasserelektrolyse gewonnenen H2. Erdgas ist viel flexibler als Strom. Es ist transportabel und als Gas bzw. in flüssigem Zustand speicherbar. Es ist vielseitig verwendbar, wie etwa im Wohnbereich, für Fahrzeuge und andere Motoren und für industrielle Anwendungen zum Beispiel als Ausgangsstoff für petrochemische Anlagen. Erdgas findet auch Verwendung als Kraftstoff und in reversiblen Prozessen als Brennstoff, um in Strom umgewandelt zu werden. Die vorliegende Dissertation beginnt zunächst mit einer theoretischen Einführung und den Grundlagen des Power-to-Gas Systems. Es wird eine detaillierte Übersicht über die einzelnen Stufen eines Power-to-Gas Systems ...