Uusi projekti Chemnitzissä: Kestävä elektrolyysi vihreälle vedylle!

Uusi projekti Chemnitzissä: Kestävä elektrolyysi vihreälle vedylle!

Chemnitzin teknillinen yliopisto on osa innovatiivista yhteisprojektia veden elektrolyysitekniikoiden kehittämiseksi, jota kutsutaan nimellä "Fluorine-free water electrolysis development (FFWD)". Liittovaltion opetus- ja tutkimusministeriön rahoittama hanke kokoaa yhteen useita tärkeitä kumppaneita, mukaan lukien Freiburgin yliopisto, Université de Lorraine, start-up ionysis ja elektrolysaattorivalmistaja Elogen. Päätavoitteena on kehittää fluorittomia happamia polymeerikalvoja suuriin elektrolysaattoreihin, joilla on keskeinen rooli energiantuotannossa.

Nykyiset elektrolyysilaitteet perustuvat tyypillisesti Nafioniin, materiaaliin, joka kuuluu poly- ja perfluorattuihin alifaattisiin aineisiin (PFAS). Nämä aineet ovat haitallisia ympäristölle, koska ne ovat erittäin pysyviä ja kerääntyvät ympäristöön. Suunniteltujen säädösten vuoksi tarve kehittää fluorittomia vaihtoehtoja on yhä kiireellisempi. Professori tohtori Michael Sommer Chemnitzin teknillisestä yliopistosta korostaa haasteita, jotka liittyvät uusien materiaalien kehittämiseen, joilla on vertailukelpoiset ominaisuudet.

Innovatiivisten kalvojen kehittäminen

"H2Giga Project Fluorine-Free MEA" -projektin tavoitteena on kehittää kustannustehokkaita fluorittomia kalvoelektrodiyksiköitä (MEA) veden elektrolyysiin. Yhteistyökumppaneita ovat Fumatech BWT GmbH ja Freiburgin yliopisto. Teknologia perustuu polymeerien käyttöön ja hanke on keskeinen vihreän vedyn tuotannossa.

Tavalliset kalvomateriaalit koostuvat perfluorisulfonihapoista, jotka tarjoavat korkean stabiilisuuden, mutta joilla on haittoja, kuten korkea kaasunläpäisevyys ja siihen liittyvä ympäristön saastuminen. Uudet fluorittomiin hiilivetyihin perustuvat kalvomateriaalit lupaavat tässä etuja: Näitä ovat muun muassa parempi stabiilisuus yli 80 °C:n lämpötiloissa, pienempi kaasunläpäisevyys sekä ympäristöystävällisempi ja mahdollisesti kustannustehokkaampi tuotanto. Tavoitteena on kehittää tehokkaita MEA:ita skaalautuvien teknologioiden avulla.

Kestävän vetyteknologian käyttö

Kestävän vedyn tuotanto on olennainen osa energiasiirtymää. Elektrolyysiprosessit hajottavat veden vedyksi (H₂) ja hapeksi (O2) ja vaativat sähköä, mieluiten uusiutuvista lähteistä tuottaakseen vihreää vetyä. Erilaisia ​​elektrolyysitekniikoita ovat alkalinen elektrolyysi, PEM-elektrolyysi, alkalinen kalvoelektrolyysi ja korkean lämpötilan elektrolyysi.

PEM-elektrolyysi on erityisen dynaaminen ja sillä on korkea virrantiheys ja kompakti rakenne, mutta se vaatii kestäviä materiaaleja ja kalliita jalometalleja. Elektrolyysiteknologian tehokkuuden lisäämiseksi vuoteen 2050 mennessä tavoitteena on 12 prosentin parannus. Anioninvaihtokalvoelektrolyysiä (AEMEL) pidetään lupaavana teknologiana, joka tarjoaa alhaisemman materiaalikriittisyyden ja skaalausmahdollisuudet.

Yhteenvetona voidaan todeta, että kehitys fluorittomien kalvomateriaalien alalla ei ole pelkästään ympäristöystävällisempää, vaan myös perustavanlaatuista kestävään energiajärjestelmään siirtymiselle. FFWD:n ja H2Gigan kaltaisilla projekteilla otetaan merkittävä askel kohti tehokasta ja ympäristöystävällistä vedyn tuotantoa. Saksan tavoitteena on saavuttaa 44 GW:n elektrolyysikapasiteetti vuoteen 2030 mennessä, mikä korostaa innovatiivisten lähestymistapojen kehittämistä ja käyttöönottoa vedyn tuotannossa.