Novi projekt u Chemnitzu: Održiva elektroliza za zeleni vodik!

Novi projekt u Chemnitzu: Održiva elektroliza za zeleni vodik!

Tehničko sveučilište u Chemnitzu dio je inovativnog zajedničkog projekta za razvoj tehnologija za elektrolizu vode, koji se zove “Razvoj elektrolize vode bez fluora (FFWD)”. Financiran od strane Saveznog ministarstva obrazovanja i istraživanja, ovaj projekt okuplja nekoliko važnih partnera, uključujući Sveučilište u Freiburgu, Université de Lorraine, start-up Ionysis i proizvođača elektrolizera Elogen. Glavni cilj je razviti kisele polimerne membrane bez fluora za velike elektrolizere, koji imaju ključnu ulogu u proizvodnji energije.

Sadašnji elektrolizatori obično se temelje na Nafionu, materijalu koji pripada poli- i perfluoriranim alifatskim tvarima (PFAS). Ove tvari su štetne za okoliš jer su vrlo stabilne i nakupljaju se u okolišu. S obzirom na planirane propise, potreba za razvojem alternativa bez fluora postaje sve hitnija. Prof. dr. Michael Sommer sa Tehnološkog sveučilišta u Chemnitzu ističe izazove koji dolaze s razvojem novih materijala s usporedivim svojstvima.

Razvoj inovativnih membrana

Projekt “H2Giga Project Fluorine-Free MEA” ima za cilj razviti isplative membranske elektrode bez fluora (MEA) za elektrolizu vode. Suradnici su Fumatech BWT GmbH i Sveučilište u Freiburgu. Tehnologija se temelji na korištenju polimera i projekt je središnji za proizvodnju zelenog vodika.

Uobičajeni membranski materijali sastoje se od perfluorosulfonskih kiselina, koje nude visoku stabilnost, ali imaju nedostatke kao što je visoka propusnost plina i povezano zagađenje okoliša. Novi membranski materijali koji se temelje na ugljikovodicima bez fluora ovdje obećavaju prednosti: To uključuje, između ostalog, veću stabilnost na temperaturama iznad 80 °C, manju propusnost plina i ekološki prihvatljiviju i potencijalno isplativiju proizvodnju. Cilj je razviti moćne MEA-e koristeći skalabilne tehnologije.

Korištenje održivih vodikovih tehnologija

Proizvodnja održivog vodika bitna je komponenta energetske tranzicije. Procesi elektrolize razgrađuju vodu na vodik (H₂) i kisik (O₂) i zahtijevaju električnu energiju, po mogućnosti iz obnovljivih izvora, za proizvodnju zelenog vodika. Različite tehnologije elektrolize uključuju alkalnu elektrolizu, PEM elektrolizu, alkalnu membransku elektrolizu i visokotemperaturnu elektrolizu.

PEM elektroliza je posebno dinamična i ima visoku gustoću struje i kompaktan dizajn, ali zahtijeva robusne materijale i skupe plemenite metale. Kako bi se povećala učinkovitost tehnologija elektrolize do 2050., cilj je postići poboljšanje od 12%. Anionska izmjenjivačka membranska elektroliza (AEMEL) smatra se obećavajućom tehnologijom koja nudi nižu kritičnost materijala i mogućnosti skaliranja.

Ukratko, može se vidjeti da razvoj na području membranskih materijala bez fluora nije samo ekološki prihvatljiviji, već je i temeljan za transformaciju u održivi energetski sustav. Projektima poput FFWD i H2Giga napravljen je značajan korak prema učinkovitoj i ekološki prihvatljivoj proizvodnji vodika. Njemačka ima za cilj doseći 44 GW kapaciteta elektrolize do 2030. godine, naglašavajući prioritet razvoja i implementacije inovativnih pristupa proizvodnji vodika.