Większa trwałość ogniw paliwowych
W kontekście nasilających się zmian klimatycznych ograniczenie globalnego śladu węglowego ma ogromne znaczenie. Zastąpienie paliw kopalnych paliwami odnawialnymi lub pochodzącymi z odpadów wymaga długofalowego działania. Przechwytywanie i sekwestracja związków węgla (CCS) to krok pośredni, który można stosować, zanim ten cel zostanie osiągnięty. W tym kontekście finansowany ze środków UE zespół naukowców biorących udział w projekcie MCFC-CONTEX zajmuje się optymalizacją ogniw paliwowych ze stopionym węglanem (MCFC). MCFC przechwytują CO2 z gazów spalinowych elektrowni po stronie katody i przekształcają zrównoważone paliwa węglowodorowe, takie jak biogaz, na elektryczność po stronie anody. Dzięki temu można je wykorzystywać w oczyszczaniach ścieków, takich jak generator kogeneracyjny MCFC zasilany biogazem pochodzącym z procesu oczyszczania. Zanieczyszczenia w niekonwencjonalnych paliwach pochodzenia organicznego (otrzymanych z odpadów) powodują obniżenie sprawności MCFC, a badacze zajmują się tym problemem. Badają oni mechanizmy zanieczyszczania, aby określić granice tolerancji MCFC pod kątem długoterminowej wydajności i niezawodności. Jednocześnie pracują nad optymalizacją oczyszczania biogazu pochodzącego z oczyszczania ścieków oraz gazu ziemnego, tak by poziom oczyszczania był zgodny z tolerancjami MCFC. Naukowcy rozpoczęli od określenia znaczenia i priorytetu wybranych zanieczyszczeń. Po stronie paliwa, w związku z konwersją biogazu na energię cieplną i elektryczną, do zanieczyszczenia anod dochodzi głównie z powodu siarkowodoru (H2S), węglowodorów fluorowcowanych i siloksanów. Po stronie utleniacza, w przypadku modernizacji elektrowni spalinowych i separacji CO2, badano zanieczyszczenie katod przez dwutlenek siarki (SO2) i tlenek azotu. Odkryto nieoczekiwane działanie SO2 na katodzie, które prowadzi do zanieczyszczenia anody poprzez elektrolit. Zjawisko to wydaje się zależeć od wykorzystania paliwa. Opracowano specjalny model, a obecnie trwają wstępne testy walidacyjne w warunkach braku zanieczyszczenia. Dotychczasowe prace pozwoliły na przygotowanie wstępnego projektu zoptymalizowanego systemu oczyszczania gazu w skali przemysłowej, który ostatecznie doprowadzi do powstania pilotażowej instalacji oczyszczania gazu. Projekt MCFC-CONTEX powinien wywrzeć istotny wpływ na wykorzystanie biogazu i CCS. Postępy w tej dziedzinie pomogą w rozwiązaniu aktualnych i przyszłych problemów związanych z globalną zmianą klimatu.
