Udoskonalone wodorowe systemy produkcji ciepła i energii do gospodarstw domowych
Jednostki autonomiczne, które generują skojarzone ciepło i energię (CHP) dla potrzeb gospodarstw domowych, mikro-CHP, są bardzo wydajną i zrównoważoną alternatywą dla bojlerów gazowych. Jednostki mikro-CHP działają niezależnie od rodzaju zasilającego je paliwa. Jedna z obiecujących wersji działa w oparciu o gaz wodorowy. Jest on produkowany w procesie elektrolizy cząsteczek wody, przechowywany do użytku na żądanie, a energia chemiczna, jaką generuje, jest przekształcana przez jednostkę CHP w energię elektryczną i ciepło, przy czym jedynym produktem ubocznym jest woda. Zminimalizowanie kosztów i zwiększenie trwałości (która sama w sobie obniża koszty eksploatacyjne) jednostki dokonującej elektrolizy spowodowałoby duże zwiększenie zainteresowania rynkowego. Naukowcy opracowali i przetestowali ulepszony elektrolizer wodny z membraną do wymiany protonów (PEM) do zasilania mikro-CHP, dzięki finansowaniu ze środków UE w ramach projektu PRIMOLYZER ("Pressurized PEM electrolyzer"). Elektrolizery PEM wykorzystują polimerową membranę elektrolityczną i elektrody platynowe (Pt) w celu rozkładania wody na wodór i tlen. Zespół PRIMOLYZER zbadał i opracował nowoczesne katalityczne i polimerowe membrany (na bazie kwasu perfluorosulfonowego (PFSA)) o zbliżonej stabilności termalnej i właściwościach mechanicznych, a jednocześnie zwiększonych możliwościach elektrycznych w porównaniu do najnowocześniejszych membran. Partnerzy połączyli wszystkie komponenty w zespoły elektrod membranowych (MEA), z których kilka poddano długoterminowym testom, aby ocenić ich trwałość. Na bazie najlepiej ocenionych zespołów wyprodukowano dwa stosy elektrolityczne PEM. Membrana i katalizator reakcji ewolucji tlenu okazały się lepsze niż dostępne komercyjnie odpowiedniki, a czystość wyprodukowanego wodoru okazała się dość wysoka, zasilając niskotemperaturową PEM mikro-CHP bez zakłóceń przez blisko 220 godziny. Analiza kosztów wykazała blisko 50% obniżenie kosztów pojedynczego elektrolizera, w przypadku produkcji od 1 do 100 jednostek stosów. Zespół PRIMOLYZER dostarczył membranę polimerową, katalizator, zespoły MEA, komponenty stosów i stos nadający się do komercjalizacji w najbliższych latach. Ponadto, zespół projektu opracował technologię produkcji wodoru mającą zastosowanie w wiele domenach energetycznych w ramach przyszłej gospodarki wodorowej. W ramach kontynuacji projektu, PRIMOLYZER faza II, koncepcje te będą doskonalone. Tymczasem, rezultaty znacząco przyczynią się do realizacji celów UE w zakresie zrównoważonej produkcji wodoru i łańcuchów zaopatrzenia.
