Innowacyjna technologia membrany do produkcji wodoru
Wodór wytwarzany za pomocą bezemisyjnej energii elektrycznej może być wykorzystywany w szerokim zakresie zastosowań w praktycznie wszystkich sektorach energetycznych – transportowym, przemysłowym, mieszkalnym i przenośnym. Ten zrównoważony nośnik kieruje znaczne ilości energii do sektorów, które trudno jest zdekarbonizować poprzez elektryfikację. Finansowany przez UE projekt MEMBRASENZ(odnośnik otworzy się w nowym oknie) jest ważnym kamieniem milowym na drodze do umocnienia tego przejścia na energię odnawialną. Zwiększenie wydajności elektrolizy Elektroliza stanowi obiecującą metodę produkcji wodoru z odnawialnych źródeł energii. Działanie elektrolitów alkalicznych, jednego z typów elektrolitów, opiera się na transporcie jonów wodorotlenkowych przez elektrolit z katody do anody, co powoduje wytwarzanie wodoru po stronie katody. Doskonałej jakości membrany są wysoko cenione – pozwalają one oddzielić czysty wodór od mieszaniny gazów. „Elektrolizery mogą zawierać materiał membranowy o bardzo dużej powierzchni całkowitej około 1000 m2. Kluczem do sukcesu MEMBRASENZ jest zastosowanie materiału kompozytowego optymalnie dostosowanego do spełnienia surowych, sprzecznych wymagań stawianych membranom w elektrolizie alkalicznej", wyjaśnia Jelena Stojadinovic, prezes zarządu i założycielka MEMBRASENZ GmbH, koordynatora projektu. Ponadto ta zaawansowana nowa membrana do zrównoważonej produkcji wodoru spełnia wymogi czystości i może być zintegrowana z istniejącą infrastrukturą przemysłową, energetyczną i mobilną. Projekt membrany MEMBRASENZ eliminuje wady azbestu, którego stosowanie jest obecnie zakazane, oraz standardowego produktu zastępczego Zirfon®. Chociaż ten ostatni zmniejsza negatywny wpływ na zdrowie i środowisko naturalne, ma pewne wady, takie jak niewystarczająca stabilność mechaniczna i termiczna, wyższy poziom przepuszczalności tlenu w temperaturach powyżej 100 stopni Celsjusza i niższa przewodność jonowa, co wpływa na opłacalność produkcji wodoru. „Nasza nowa zaawansowana membrana poprawia wydajność procesu elektrolizy dzięki zwiększonej szczelności gazowej, przewodności jonowej i odporności termicznej nowo opracowanego materiału kompozytowego”, wyjaśnia Stojadinovic. „Membrana wodorowa MEMBRASENZ jest jedyną membraną na rynku, która wytrzymuje temperatury powyżej 100 stopni Celsjusza”, dodaje. Po 600 godzinach badań in situ membrany w temperaturze 120 stopni Celsjusza wydajność materiału nie uległa pogorszeniu, a proces elektrolizy utrzymywał stabilne napięcie. Dla porównania, pewna konkurencyjna membrana nowego typu ulega degradacji w temperaturze 100 stopni Celsjusza. Podwyższenie temperatury ogniwa znacznie obniża napięcie wymagane do przeprowadzenia elektrolizy i skutkuje maksymalizacją wydajności systemu. Ważne ogniwo w procesie transformacji energetycznej Zapotrzebowanie na produkcję wodoru ma gwałtowanie rosnąć w najbliższych latach. Według analizy rynkowej MEMBRASENZ roczna produkcja wodoru wynosi ponad 50 mln ton, co przekłada się na 450 mld EUR i do 2025 r. ma wzrosnąć sześciokrotnie. Elektroliza wodna jest podstawową technologią dla rewolucji energetycznej, ponieważ jest to jedyny niskoemisyjny proces produkcji wodoru. „W elektrowniach wiatrowych i słonecznych nadmiar energii elektrycznej, która nie jest przekazywana bezpośrednio do sieci, może być wykorzystany do elektrolizy, a wodór zmagazynowany w celu późniejszego ponownego wykorzystania. Systemy zasilania sieciowego i pozasieciowego typu power-to-X pomagają w zrównoważeniu niestabilnego wytwarzania energii odnawialnej”, mówi Stojadinovic. Wodorowe ogniwa paliwowe napędzają już pojazdy Toyoty, Hondy, Hyundaia i Mercedesa, a także floty autobusowe i szybkie pociągi Alstom w Niemczech. Instalacja membran MEMBRASENZ w elektrolizatorach wody alkalicznej na całym świecie zwiększy absorpcję elektrolizy do produkcji wodoru, pomagając zaopatrywać w ekologiczny wodór wiele różnych sektorów. Membrana MEMBRASENZ powinna pozwolić na znaczne zwiększenie wydajności procesu, zmniejszenie zużycia energii elektrycznej oraz obniżenie kosztów operacyjnych.
