Нов проект в Кемниц: Устойчива електролиза за зелен водород!

Нов проект в Кемниц: Устойчива електролиза за зелен водород!

Техническият университет в Кемниц е част от иновативен съвместен проект за разработване на технологии за електролиза на вода, който се нарича „Развитие на електролиза на вода без флуор (FFWD)“. Финансиран от Федералното министерство на образованието и научните изследвания, този проект обединява няколко важни партньора, включително Университета на Фрайбург, Университета на Лотарингия, стартиращата компания Ionysis и производителя на електролизери Elogen. Основната цел е да се разработят киселинни полимерни мембрани без флуор за големи електролизери, които играят ключова роля в производството на енергия.

Настоящите електролизатори обикновено се основават на Nafion, материал, който принадлежи към поли- и перфлуорираните алифатни вещества (PFAS). Тези вещества са вредни за околната среда, защото са много стабилни и се натрупват в околната среда. С оглед на планираните разпоредби, необходимостта от разработване на алтернативи без флуор става все по-спешна. Проф. д-р Майкъл Зомер от Технологичния университет в Кемниц подчертава предизвикателствата, които идват с разработването на нови материали със сравними свойства.

Разработване на иновативни мембрани

Проектът „H2Giga Project Fluorine-Free MEA“ има за цел да разработи рентабилни мембранни електродни модули без флуор (MEA) за водна електролиза. Партньорите за сътрудничество включват Fumatech BWT GmbH и Университета на Фрайбург. Технологията се основава на използването на полимери и проектът е централен за производството на зелен водород.

Обичайните мембранни материали се състоят от перфлуоросулфонови киселини, които предлагат висока стабилност, но имат недостатъци като висока газопропускливост и свързаното с това замърсяване на околната среда. Новите мембранни материали, базирани на въглеводороди без флуор, обещават предимства тук: Те включват, наред с други неща, по-голяма стабилност при температури над 80 °C, по-ниска газопропускливост и по-екологично и потенциално по-рентабилно производство. Целта е да се разработят мощни MEA с помощта на мащабируеми технологии.

Използване на устойчиви водородни технологии

Производството на устойчив водород е съществен компонент от енергийния преход. Процесите на електролиза разграждат водата на водород (H₂) и кислород (O₂) и изискват електрическа енергия, за предпочитане от възобновяеми източници, за производството на зелен водород. Различните технологии за електролиза включват алкална електролиза, PEM електролиза, алкална мембранна електролиза и високотемпературна електролиза.

PEM електролизата е особено динамична и има висока плътност на тока и компактен дизайн, но изисква здрави материали и скъпи благородни метали. За да се повиши ефективността на технологиите за електролиза до 2050 г., целта е да се постигне подобрение от 12%. Електролизата с анионобменна мембрана (AEMEL) се счита за обещаваща технология, която предлага по-ниска критичност на материала и възможности за мащабиране.

В обобщение може да се види, че разработките в областта на мембранните материали без флуор са не само по-щадящи околната среда, но и фундаментални за трансформацията към устойчива енергийна система. С проекти като FFWD и H2Giga се прави значителна стъпка към ефективно и екологично производство на водород. Германия има за цел да достигне 44 GW капацитет за електролиза до 2030 г., като подчертава приоритета на разработването и прилагането на иновативни подходи за производство на водород.