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EXSOLUTION-BASED NANOPARTICLES FOR LOWEST COST GREEN HYDROGEN VIA ELECTROLYSIS

Description du projet

Rentabilité de la production d’hydrogène vert

L’hydrogène (H2) vert est susceptible d’avoir un impact significatif sur les efforts de transition écologique et connaît déjà des taux d’adoption croissants. Cependant, la technologie en est encore à ses débuts, les électrolyseurs alcalins actuels étant utilisés par des méthodes qui privilégient les densités de courant plutôt que l’efficacité. Le projet EXSOTHyC, financé par l’UE, optimisera les électrolyseurs pour des tensions plus faibles et un rendement plus élevé, en reconnaissant l’importance du rendement des électrolyseurs alcalins pour l’H2 vert. Le projet utilisera des simulations informatiques, une validation expérimentale et un prototypage rapide pour développer un prototype de pile courte d’électrolyseur alcalin de nouvelle génération avec une nouvelle conception de cellule contenant des sous-composants et des matériaux révolutionnaires. Un modèle CAO en 3D d’une pile de 500 kW sera fourni pour la mise à l’échelle des nouvelles solutions afin d’assurer le succès commercial du projet.

Objectif

Today’s alkaline electrolysers favour current densities over efficiency: to achieve commercially relevant current densities, these systems typically operate at voltages exceeding 2 V/cell, corresponding to electrolyser power consumption of >54 kWh/kg. There are four reasons for employing high voltages: 1) electrodes’ insufficient electrochemical activity, 2) the relatively high gas permeability of commonly employed diaphragms means that improved hydrogen purity can be achieved at high current operation points, 3) the stack designs are not optimised for low-current operation due to very simple flow fields, and 4) high currents are required to achieve attractive electrolyser CAPEX costs (EUR/kW).
Yet, there is a growing consensus that the wider adoption of green H2 is not hindered by electrolyser CAPEX: the costs of green H2 are in most cases vastly dominated by OPEX, which in turn is a direct function of electrolyser efficiency. Thus, to achieve lowest possible levelised cost of H2, efficiency should be prioritised over current density.

EXSOTHyC will optimise electrolyser operation towards lower voltages and higher efficiencies. The innovation is three-fold and addressing all four above-mentioned reasons:
• Alternative pathways to the O2 and H2 evolution reactions by new anode and cathode approaches
• Novel concepts of membrane electrode assemblies with integrated components
• Novel cell design to enhance overall cell efficiency by integrating disruptive concepts

In the project, we adopt an approach combining computer simulations, rapid prototyping, and thorough experimental validation on single cell, SRU and short stack level. In a nutshell, we will combine electrodes made using powder metallurgy with ceramic nanoparticles fabricated by exsolution, leveraging on the synergy that both methods require reducing atmospheres. Also, membrane-electrode assemblies based on Zirfon will be developed. The cell/stack will be backed by computer modelling.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-JU-RIA - HORIZON JU Research and Innovation Actions

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-JTI-CLEANH2-2023-1

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Coordinateur

OU STARGATE HYDROGEN SOLUTIONS
Contribution nette de l'UE
€ 838 306,25
Adresse
LAKI TN 1
10621 TALLINN
Estonie
Région
Eesti Eesti Põhja-Eesti
Type d’activité
Private for-profit entities (excluding Higher or Secondary Education Establishments)
Liens
Coût total
€ 838 306,25

Participants (3)

Partenaires (1)