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CEP-4GH: Integrated Concentrated-Photovoltaic, Hybrid Energy Storage Unit, and PEM Electrolyser for Stable and Efficient Green Hydrogen Production under Sunlight Fluctuations

Projektbeschreibung

Integrierte Solar-Wasserstoff-Systeme für Netto-Null-Energie

Der Übergang zu einem klimaneutralen Energiesystem erfordert skalierbaren und erschwinglichen grünen Wasserstoff. Die solarbetriebenen Elektrolyseure von heute unterliegen jedoch durch unregelmäßige Stromversorgung und hohe Kosten Einschränkungen. Das Team des innerhalb der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützten Projekts CEP-4GH entwickelt das erste vollständig integrierte System, das konzentrierte Photovoltaik, hybride Energiespeicherung und Protonenaustauschmembran-Elektrolyse im Sinne einer stabilen Wasserstofferzeugung kombiniert. Konkret wird im Zuge des Projekts ein kompakter Prototyp entworfen und validiert, mit dem auf einen hohen Wirkungsgrad bei der Umwandlung von Solarenergie in Wasserstoff sowie auf langfristige Betriebsstabilität abgezielt wird, wobei begleitend eine technisch-wirtschaftliche Bewertung der Maßstabserweiterung durchgeführt wird. Ziel ist es, die Wasserstofferzeugung aus erneuerbaren Energien zu stabilisieren und die Kosten zu senken, um den Einsatz von Technologien mit grünem Wasserstoff zu beschleunigen. Auf diese Weise wird Europas Fortschritt auf dem Weg zur Dekarbonisierung und in Richtung der Netto-Null-Energieziele gestärkt.

Ziel

The transition to a net-zero energy system requires green hydrogen (GH) that is reliable, affordable, and scalable. Current solar-driven electrolysers suffer from two barriers: unstable output under fluctuating sunlight and high costs, which hinder deployment. Overcoming these challenges is vital to the EU Hydrogen Strategy target of GH at ~€2/kg by 2030. CEP-4GH will deliver the first fully integrated concentrated-photovoltaic (CPV), hybrid energy storage unit (ESU), and proton exchange membrane water electrolyser (PEMWE) for stable and durable GH production. Its compact back-to-back architecture directly couples CPV, ESU, and PEMWE, while the ESU uniquely combines electrical (EES) and thermal (TES) storage to buffer sunlight intermittency. The TES, enhanced with nano-phase change materials (NePCM) and advanced foam fin designs, stabilises hydrogen generation, extends stack lifetime, and reduces cost. The project is structured into four work packages: WP1 designs and simulates the CEP-4GH system; WP2 fabricates and tests the NePCM-based TES; WP3 integrates and validates a 100 W prototype targeting >25% solar-to-hydrogen efficiency and <0.25%/1000h degradation; WP4 assesses techno-economic viability and scalability. The Fellow contributes expertise in CFD modelling of the integrated system, as well as the fabrication of NePCM compositions, complemented by the University of Birmingham’s world-class strengths in hydrogen technologies (PEMWE), TES development, and system integration. Through two-way knowledge exchange, CEP-4GH (the integrated system) will deliver validated prototypes, benchmark datasets, and clear industrial exploitation pathways. By stabilising hydrogen production and lowering costs, the project will directly strengthen Europe’s leadership in sustainable GH and accelerate progress towards EU decarbonisation goals.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

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Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2025-PF

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Koordinator

THE UNIVERSITY OF BIRMINGHAM
Netto-EU-Beitrag
€ 276 187,92
Adresse
Edgbaston
B15 2TT Birmingham
Vereinigtes Königreich
Region
West Midlands (England) West Midlands Birmingham
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten

Partner (1)