Innowacje w produkcji dla czystszej i bardziej opłacalnej technologii ogniw paliwowych Dzięki dostępności paliwa i tlenu ogniwa paliwowe wytwarzają energię elektryczną, co sprawia, że są bardziej wydajne niż większość akumulatorów, dlatego stanowią obietnicę nadejścia nowej epoki w dziedzinie dostaw energii. Jednak sporym ograniczeniem dla realizacji tego potencjału są koszty związane z ich wytwarzaniem, a rozwiązania dla tego stanu rzeczy poszukuje zespół pewnego projektu. Technologie przemysłowe © Kaca Skokanova, Shutterstock Ogniwa paliwowe przetwarzają energię chemiczną (pochodzącą zwykle z wodoru) i czynnik utleniający (zwykle powietrze) w celu wygenerowania energii elektrycznej. W odróżnieniu od większości akumulatorów, które zawierają w sobie elementy reaktywne, ogniwa paliwowe polegają na ciągłych dostawach paliwa i tlenu do utrzymania ciągłości reakcji chemicznej. Ogniwa paliwowe zachwalane są jako wysoce wydajne rozwiązanie dla zasilania pojazdów lub na potrzeby gospodarstwa domowego. Jednak jednym z kluczowych wyzwań dla powszechnego przyjęcia tego rozwiązania jest koszt wytwarzania baterii ogniw paliwowych. Dofinansowany przez UE, realizowany w ramach działania na rzecz badań i innowacji projekt SOSLeM pomógł stworzyć nowy zakład produkcji baterii ogniw paliwowych w firmie SOLIDpower, obniżając koszty procesu produkcyjnego, czyniąc go czystszym i bardziej inteligentnym. Obniżenie kosztów było możliwe, gdyż uproszczono projekt i zautomatyzowano proces produkcyjny, a stał się on czystszy dzięki wykorzystaniu materiałów o mniejszym wpływie na środowisko oraz optymalizacji procesu uzdatniania odpadów. Czystsza i bardziej opłacalna produkcja Zespół projektu SOSLeM przerobił projekt kaset oddzielających poszczególne segmenty ogniw paliwowych w baterii tlenkowych ogniw paliwowych (ang. solid oxide fuel cell, SOFC), wykorzystując mniejszą liczbę komponentów w całkowicie zautomatyzowanym środowisku. Baterie zostały następnie sprawdzone przed instalacją w urządzeniu testowym projektu SOSLeM, które, dzięki bardziej wydajnemu wykorzystaniu oprzyrządowania, podnosiły jego osiągi. Nowe urządzenie testowe dostarczyło także większej ilości informacji zwrotnej o jakości baterii, poprawiając dokładność prognoz prawdopodobnego zachowania i wskazując obszary wymagające usprawnień. „Mierzyliśmy się z wyzwaniem w postaci poprawy materiałów i procesów produkcyjnych, gdyż SOFC pracują w wysokich temperaturach, a degradacja materiałów postępuje szybciej wraz ze wzrostem temperatury”, mówi koordynator projektu, Jan Pieter Ouweltjes. Przed wprowadzeniem jakichkolwiek zmian w procesie produkcyjnym zespół przynajmniej czterokrotnie zwalidował te modyfikacje w skali laboratoryjnej w warunkach reprezentatywnych. Więcej możliwości dla konsumentów dzięki mikrokogeneracji z użyciem ogniw paliwowych W ramach współfinansowanego przez UE projektu PACE innowacje opracowane dzięki projektowi SOSLeM zostały włączone do procesu produkcji i dystrybucji wersji beta produktu do mikrokogeneracji ciepła i energii (mikro-CHP) należącego do firmy SOLIDpower. Projekt PACE zapoczątkowano w celu uruchomienia w Europie tzw. „mikrokogeneracji z wykorzystaniem ogniw paliwowych” w prywatnych gospodarstwach domowych. Wytwarzając ciepło i energię elektryczną w pobliżu punktu konsumpcji to inteligentne rozwiązanie energetyczne charakteryzuje się wysoką wydajnością. Celem jest uruchomienie go do 2020 r. w ponad 2 800 gospodarstw domowych z 10 krajów. Połowa konsumpcji energii w Europie zużywana jest na potrzeby ogrzewania, dlatego technologia ta mogłaby odegrać kluczową rolę w realizacji celów dekarbonizacji. Z tego względu w ramach projektu PACE przygotowano łańcuch dostaw i stworzono rynek dla innowacji projektu SOSLeM. „Stworzyliśmy prawdziwy benchmark, gdyż nie było wcześniej takich rozwiązań, na których moglibyśmy oprzeć nasze prace. A jednak doprowadziliśmy do skrócenia procesu trwającego zwykle od trzech do pięciu lat do zaledwie 12 miesięcy, jednocześnie kończąc budowę zakładu produkcyjnego, zamykając etap inżynierii procesu i jego automatyzacji”, mówi kierownik produkcji firmy SOLIDpower, Bernhard Zwinz. „Z końcem 2019 r. nasz nowy zakład będzie w stanie wyprodukować do 25 MW (16 600 baterii) rocznie przy w pełni zautomatyzowanym procesie montażu, stwarzając przy tym u nas 80 miejsc pracy i powodując konieczność stworzenia nawet większej liczby nowych etatów u naszych dostawców sprzętu i materiałów”. Słowa kluczowe SOSLeM, akumulatory, wodór, tlenkowe ogniwa paliwowe, energia elektryczna, ekologiczne, moc, energia, mikrokogeneracja z wykorzystaniem ogniw paliwowych, konsumenci, odnawialne źródła energii
