Επανάσταση στην ανακύκλωση: Οι ερευνητές εξοικονομούν πολύτιμες πρώτες ύλες από ηλεκτρολύτες!

Επανάσταση στην ανακύκλωση: Οι ερευνητές εξοικονομούν πολύτιμες πρώτες ύλες από ηλεκτρολύτες!

Η αναζήτηση βιώσιμων πόρων είναι ζωτικής σημασίας για το ενεργειακό μέλλον της Γερμανίας. Η εστίαση είναι ιδιαίτερα στα μέταλλα σπάνιων γαιών, τα οποία είναι απαραίτητα για την παραγωγή υδρογόνου. Στο πλαίσιο αυτό, οι ερευνητές στο TU Bergakademie Freiberg Έχουν αναπτυχθεί καινοτόμες υδρομεταλλουργικές διεργασίες για την ανάκτηση αυτών των πολύτιμων πρώτων υλών από κυψέλες ηλεκτρόλυσης στερεού οξειδίου. Μια μονάδα με ισχύ 10 μεγαβάτ περιέχει περίπου 150 κιλά μετάλλων σπάνιων γαιών όπως σκάνδιο, λανθάνιο και δημήτριο.

Η ομάδα γύρω από τον Dr. Pit Völs έχει ήδη αποδείξει στο εργαστήριο ότι η μέθοδος λειτουργεί με μόλις 0,2 γραμμάρια κυτταρικού υλικού ανά πείραμα. Αυτήν τη στιγμή εργαζόμαστε για κλιμάκωση έως και 50 γραμμάρια προκειμένου να αυξήσουμε την αποτελεσματικότητα και την αποτελεσματικότητα της ανάκτησης.

Νέες προσεγγίσεις ανακύκλωσης για ηλεκτρολύτες

Παράλληλα με αυτές τις προόδους, ερευνητές στο TU Freiberg ξεκίνησαν μια άλλη καινοτόμο διαδικασία ανακύκλωσης σε συνεργασία με το Helmholtz Institute Freiberg for Resource Technology. Ο στόχος αυτού του έργου, το οποίο ονομάζεται Renana και σημαίνει «Ανακύκλωση – Βιώσιμη Χρήση των Πόρων», είναι η ανάκτηση πολύτιμων πρώτων υλών από παροπλισμένες μονάδες υδρογόνου.

Με ποσοστό ανάκτησης έως και 90 τοις εκατό των υλικών, αυτή η διαδικασία, η οποία συνδυάζει τεχνικές επίπλευσης και εξαγωγής σωματιδίων, προσφέρει τεράστιες δυνατότητες. Ως μέρος της σχεδιαζόμενης επέκτασης των μηχανών ηλεκτρόλυσης για την παραγωγή οικολογικά βιώσιμου υδρογόνου, η ανακύκλωση πρώτων υλών όπως η πλατίνα, το ιρίδιο, το παλλάδιο και το νικέλιο γίνεται όλο και πιο σημαντική. Αυτά τα υλικά όχι μόνο είναι ακριβά, αλλά θεωρούνται επίσης κρίσιμα λόγω της περιορισμένης διαθεσιμότητάς τους.

Το μέλλον της παραγωγής υδρογόνου στην εποχή της ανακύκλωσης

Η παραγωγή υδρογόνου παίζει κεντρικό ρόλο στην ενεργειακή μετάβαση. Το πράσινο υδρογόνο που παράγεται με ηλεκτρόλυση νερού από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας απαιτεί ειδικούς καταλύτες όπως αυτοί που χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρολύτες PEM. Οι ηλεκτρολύτες υψηλής θερμοκρασίας, από την άλλη πλευρά, απαιτούν νικέλιο και σπάνιες γαίες. Η διασφάλιση της προμήθειας αυτών των κρίσιμων υλικών είναι μία από τις κύριες προκλήσεις της τεχνολογίας ηλεκτρόλυσης βιομηχανικής κλίμακας στη Γερμανία.

Στο πλαίσιο του έργου «Ανακύκλωση – Βιώσιμη χρήση των πόρων» (ReNaRe), το οποίο πραγματοποιείται στο πλαίσιο του κύριου έργου «H2Giga» της BMBF, ερευνάται η ανάπτυξη ιδεών ανακύκλωσης για παλιά συστήματα ηλεκτρολύτη. Οι διαδικασίες που χρησιμοποιούνται, συμπεριλαμβανομένης της εκχύλισης σωματιδίων υγρού-υγρού και της επίπλευσης συσσωμάτωσης, επιτρέπουν τον αποτελεσματικό διαχωρισμό υδρόφιλων και υδρόφοβων υλικών και υπόσχονται έτσι υψηλό ποσοστό ανάκτησης.

Αυτές οι καινοτόμες προσεγγίσεις θα μπορούσαν όχι μόνο να αυξήσουν την αποδοτικότητα κόστους της παραγωγής υδρογόνου, αλλά και να εξασφαλίσουν μακροπρόθεσμη ασφάλεια εφοδιασμού κρίσιμων πρώτων υλών. Τα επόμενα χρόνια, θα πραγματοποιηθούν εκτενείς αναλύσεις κύκλου ζωής και τεχνοοικονομικές μελέτες για την αξιολόγηση των επιπτώσεων των διαδικασιών ανακύκλωσης και για την ανάπτυξη της βιομηχανικής τους εφαρμογής, γεγονός που θα μπορούσε να φέρει επανάσταση ολόκληρη την τεχνολογία υδρογόνου. Ingenieur.de αναφέρθηκε.