Nový projekt v Chemnitzu: Udržitelná elektrolýza pro zelený vodík!

Nový projekt v Chemnitzu: Udržitelná elektrolýza pro zelený vodík!

Technická univerzita Chemnitz je součástí inovativního společného projektu vývoje technologií pro elektrolýzu vody, který se nazývá „Vývoj elektrolýzy vody bez fluoru (FFWD)“. Tento projekt financovaný spolkovým ministerstvem školství a výzkumu spojuje několik důležitých partnerů, včetně univerzity ve Freiburgu, Université de Lorraine, start-up ionysis a výrobce elektrolyzérů Elogen. Hlavním cílem je vývoj bezfluorových kyselých polymerních membrán pro velkorozměrové elektrolyzéry, které hrají klíčovou roli při výrobě energie.

Současné elektrolyzéry jsou typicky založeny na Nafionu, materiálu, který patří mezi poly- a perfluorované alifatické látky (PFAS). Tyto látky jsou škodlivé pro životní prostředí, protože jsou velmi stabilní a hromadí se v prostředí. S ohledem na plánované předpisy je potřeba vyvinout alternativy bez fluoru stále naléhavější. Prof. Dr. Michael Sommer z Technické univerzity Chemnitz zdůrazňuje výzvy, které přináší vývoj nových materiálů se srovnatelnými vlastnostmi.

Vývoj inovativních membrán

Projekt „H2Giga Project Fluorine-Free MEA“ si klade za cíl vyvinout nákladově efektivní bezfluorové membránové elektrodové jednotky (MEA) pro elektrolýzu vody. Mezi spolupracující partnery patří Fumatech BWT GmbH a Univerzita ve Freiburgu. Technologie je založena na použití polymerů a projekt je ústředním bodem výroby zeleného vodíku.

Běžné membránové materiály sestávají z perfluorsulfonových kyselin, které nabízejí vysokou stabilitu, ale mají nevýhody, jako je vysoká propustnost pro plyny a související znečištění životního prostředí. Nové membránové materiály na bázi uhlovodíků bez fluoru zde slibují výhody: Mezi ně patří mimo jiné vyšší stabilita při teplotách nad 80 °C, nižší propustnost plynů a ekologičtější a potenciálně i cenově výhodnější výroba. Cílem je vyvinout výkonné MEA pomocí škálovatelných technologií.

Využití udržitelných vodíkových technologií

Výroba udržitelného vodíku je nezbytnou součástí energetického přechodu. Procesy elektrolýzy rozkládají vodu na vodík (H₂) a kyslík (O₂) a vyžadují elektrickou energii, nejlépe z obnovitelných zdrojů, k výrobě zeleného vodíku. Různé technologie elektrolýzy zahrnují alkalickou elektrolýzu, PEM elektrolýzu, alkalickou membránovou elektrolýzu a vysokoteplotní elektrolýzu.

Elektrolýza PEM je obzvláště dynamická a má vysokou proudovou hustotu a kompaktní design, vyžaduje však robustní materiály a drahé drahé kovy. Pro zvýšení účinnosti technologií elektrolýzy do roku 2050 je cílem dosáhnout zlepšení o 12 %. Aniontově výměnná membránová elektrolýza (AEMEL) je považována za slibnou technologii, která nabízí nižší kritičnost materiálu a možnosti škálování.

V souhrnu lze vidět, že vývoj v oblasti membránových materiálů bez fluoru je nejen šetrnější k životnímu prostředí, ale také zásadní pro transformaci na udržitelný energetický systém. S projekty jako FFWD a H2Giga je učiněn významný krok směrem k efektivní a ekologické výrobě vodíku. Německo si klade za cíl dosáhnout 44 GW kapacity elektrolýzy do roku 2030, čímž podtrhuje prioritu vývoje a implementace inovativních přístupů k výrobě vodíku.