Rewolucja w recyklingu: Naukowcy oszczędzają cenne surowce z elektrolizerów!

Rewolucja w recyklingu: Naukowcy oszczędzają cenne surowce z elektrolizerów!

Poszukiwanie zrównoważonych zasobów ma kluczowe znaczenie dla przyszłości energetycznej Niemiec. Szczególny nacisk położony jest na metale ziem rzadkich, które są niezbędne do produkcji wodoru. W tym kontekście badacze z TU Bergakademie Freiberg opracowano innowacyjne procesy hydrometalurgiczne w celu odzyskiwania tych cennych surowców z ogniw do elektrolizy ze stałym tlenkiem. Moduł o mocy 10 megawatów zawiera około 150 kilogramów metali ziem rzadkich, takich jak skand, lantan i cer.

Zespół dr Pita Völsa udowodnił już w laboratorium, że metoda ta działa przy zaledwie 0,2 grama materiału komórkowego na eksperyment. Aktualnie pracujemy nad skalowaniem do 50 gramów w celu zwiększenia wydajności i efektywności odzysku.

Nowe podejścia do recyklingu elektrolizerów

Równolegle do tych postępów naukowcy z TU Freiberg zainicjowali kolejny innowacyjny proces recyklingu we współpracy z Instytutem Helmholtza we Freibergu ds. Technologii Zasobów. Celem tego projektu, który nosi nazwę Renana i oznacza „Recykling – zrównoważone wykorzystanie zasobów”, jest odzysk cennych surowców z likwidowanych instalacji wodorowych.

Proces ten, łączący techniki flotacji i ekstrakcji cząstek, zapewniający odzysk do 90 procent materiałów, oferuje ogromny potencjał. W ramach planowanej rozbudowy elektrolizerów w celu produkcji ekologicznie zrównoważonego wodoru, coraz większe znaczenie zyskuje recykling surowców takich jak platyna, iryd, pallad i nikiel. Materiały te są nie tylko drogie, ale są również uważane za krytyczne ze względu na ich ograniczoną dostępność.

Przyszłość produkcji wodoru w dobie recyklingu

Produkcja wodoru odgrywa kluczową rolę w transformacji energetycznej. Zielony wodór wytwarzany w procesie elektrolizy wody z energii odnawialnej wymaga specjalnych katalizatorów, takich jak te stosowane w elektrolizerach PEM. Z drugiej strony elektrolizery wysokotemperaturowe wymagają niklu i pierwiastków ziem rzadkich. Zapewnienie dostaw tych krytycznych materiałów jest jednym z głównych wyzwań w technologii elektrolizy na skalę przemysłową w Niemczech.

W ramach projektu „Recykling – zrównoważone wykorzystanie zasobów” (ReNaRe), realizowanego w ramach projektu wiodącego BMBF „H2Giga”, badane są prace nad opracowaniem koncepcji recyklingu starych systemów elektrolizerów. Zastosowane procesy, w tym ekstrakcja cząstek ciecz-ciecz i flotacja aglomeracyjna, umożliwiają skuteczną separację materiałów hydrofilowych i hydrofobowych, a tym samym zapewniają wysoki stopień odzysku.

Te innowacyjne podejścia mogłyby nie tylko zwiększyć efektywność kosztową produkcji wodoru, ale także zapewnić długoterminowe bezpieczeństwo dostaw surowców krytycznych. W nadchodzących latach prowadzone będą szeroko zakrojone analizy cyklu życia oraz badania techniczno-ekonomiczne mające na celu ocenę efektów procesów recyklingu i opracowanie ich przydatności przemysłowej, co mogłoby zrewolucjonizować całą technologię wodorową. Ingenieur.de zgłoszone.