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European methanol powered fuel cell CHP

Description du projet

Flambée de l’efficacité de la production simultanée de chaleur et d’électricité

Répondre de manière durable à la demande croissante d’énergie dans le monde est l’un des plus grands défis du XXIe siècle. La microproduction combinée de chaleur et d’électricité (micro-CHP) est une technologie à faible émission de dioxyde de carbone pour les maisons individuelles et les bâtiments qui produit simultanément de la chaleur et de l’électricité. Les systèmes basés sur des piles à combustible à membrane électrolytique polymère à haute température (HTPEMFC) sont parmi les plus prometteurs pour un très haut rendement et de faibles émissions. Le projet EMPOWER, financé par l’UE, apporte des améliorations significatives à cette technologie précieuse, afin de fournir un système micro-CHP basé sur les HTPEMFC et alimenté par du méthanol, qui convient également aux secteurs de la cogénération et du transport maritime. Le financement de l’UE soutient l’optimisation et la validation technique de la technologie ainsi que l’analyse commerciale nécessaire pour préparer la commercialisation.

Objectif

In the EMPOWER project a methanol fuelled 5 kWe mini-CHP system based on HTPEMFC technology is developed, manufactured and validated in a relevant environment. The system efficiency over 50% (DC, LHV) is achieved with novel ideas of thermal integration with a two-stage reformer setup and by using thermoelectric generators (TEG), utilising the high temperature heat of HTPEMFC stack.

An aqueous phase reformer (APR) for methanol pre-reforming is applied for the first time in a commercial scale HTPEMFC system. The use of APR and its thermal integration in the FC system enables efficient utilisation of the stack waste heat and enables reformer efficiency approaching 95%. The best available catalysts will be screened and adapted for the reformer, both for the APR and for the 2nd stage reformer, which employs commercialised reformer technology from project partner Catator and recently developed methanol-reforming catalyst from partner University of Porto.

The system efficiency is further improved by increasing the fuel utilization to above 95% in the HTPEMFC stack. This is enabled by improving anode gas flow distribution in the cells as well as improving the stack end plates. The new end plate design will also enable stack pressurising and improving stack efficiency over 55 %.

The improvements in the HTPEM system design for mini-CHP use are validated in relevant environment, coupled to the heating and power system of a detached house, so that reliable data of the operation and stability can be generated.

The accelerated test will be carried out for a period of 6 months and for at least 2,000 h of operation. Lastly, the project includes planning for scaling both the reformer solution and CHP system to 50-100 kWe size, including the addition of expanders.

The technical work is complemented with a business analysis, including all the relevant elements of the methanol FC value chain, for the use of the developed technology in micro-CHP, CHP and maritime sectors.

Coordinateur

TEKNOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS VTT OY
Contribution nette de l'UE
€ 449 995,00
Adresse
TEKNIIKANTIE 21
02150 Espoo
Finlande

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Région
Manner-Suomi Helsinki-Uusimaa Helsinki-Uusimaa
Type d’activité
Research Organisations
Liens
Coût total
€ 449 995,00

Participants (4)