Nov projekt v Chemnitzu: Trajnostna elektroliza za zeleni vodik!

Nov projekt v Chemnitzu: Trajnostna elektroliza za zeleni vodik!

Tehnološka univerza Chemnitz je del inovativnega skupnega projekta za razvoj tehnologij za elektrolizo vode, ki se imenuje »Razvoj elektrolize vode brez fluora (FFWD)«. Ta projekt, ki ga financira Zvezno ministrstvo za izobraževanje in raziskave, združuje več pomembnih partnerjev, vključno z Univerzo v Freiburgu, Université de Lorraine, start-upom ionysis in proizvajalcem elektrolizatorjev Elogen. Glavni cilj je razviti kislinske polimerne membrane brez fluora za velike elektrolizerje, ki igrajo ključno vlogo pri proizvodnji energije.

Trenutni elektrolizatorji običajno temeljijo na Nafionu, materialu, ki spada med poli- in perfluorirane alifatske snovi (PFAS). Te snovi so okolju škodljive, ker so zelo obstojne in se kopičijo v okolju. Glede na načrtovane predpise postaja potreba po razvoju alternativ brez fluora vse bolj nujna. Prof. dr. Michael Sommer s tehnološke univerze v Chemnitzu poudarja izzive, ki jih prinaša razvoj novih materialov s primerljivimi lastnostmi.

Razvoj inovativnih membran

Projekt »H2Giga Project Fluorine-Free MEA« je namenjen razvoju stroškovno učinkovitih membranskih elektrodnih enot (MEA) brez fluora za elektrolizo vode. Partnerja za sodelovanje sta Fumatech BWT GmbH in Univerza v Freiburgu. Tehnologija temelji na uporabi polimerov in projekt je osrednjega pomena za proizvodnjo zelenega vodika.

Običajni membranski materiali so sestavljeni iz perfluorosulfonskih kislin, ki nudijo visoko stabilnost, vendar imajo slabosti, kot je visoka prepustnost plinov in s tem povezano onesnaževanje okolja. Novi membranski materiali na osnovi ogljikovodikov brez fluora obljubljajo prednosti: med drugim vključujejo večjo stabilnost pri temperaturah nad 80 °C, manjšo prepustnost plinov ter okolju prijaznejšo in potencialno stroškovno učinkovitejšo proizvodnjo. Cilj je razviti zmogljive MEA z uporabo razširljivih tehnologij.

Uporaba trajnostnih vodikovih tehnologij

Proizvodnja trajnostnega vodika je bistvena sestavina energetskega prehoda. Postopki elektrolize vodo razgradijo na vodik (H₂) in kisik (O₂) ter za proizvodnjo zelenega vodika potrebujejo električno energijo, po možnosti iz obnovljivih virov. Različne tehnologije elektrolize vključujejo alkalno elektrolizo, PEM elektrolizo, alkalno membransko elektrolizo in visokotemperaturno elektrolizo.

Elektroliza PEM je še posebej dinamična in ima visoko gostoto toka in kompaktno zasnovo, vendar zahteva robustne materiale in drage plemenite kovine. Za povečanje učinkovitosti tehnologij elektrolize do leta 2050 je cilj doseči 12-odstotno izboljšanje. Elektroliza z anionsko izmenjevalno membrano (AEMEL) velja za obetavno tehnologijo, ki ponuja nižjo kritičnost materiala in možnosti skaliranja.

Če povzamemo, je razvidno, da razvoj na področju membranskih materialov brez fluora ni le bolj okolju prijazen, ampak je tudi temeljnega pomena za prehod na trajnostni energetski sistem. S projekti, kot sta FFWD in H2Giga, je narejen pomemben korak k učinkoviti in okolju prijazni proizvodnji vodika. Nemčija želi do leta 2030 doseči 44 GW zmogljivosti elektrolize, pri čemer poudarja prednostno nalogo razvoja in izvajanja inovativnih pristopov k proizvodnji vodika.