Финландската VTT създаде мобилен електролизер за горивни клетки

Водородната технология играе все по-важна роля за смекчаване на климатичните промени. Водородът, който се използва широко в индустриалните процеси, е подходящ също като енергиен източник и за съхранение на енергия, като може да се произвежда от вода без вредни емисии. Финландският институт VTT е комбинирал няколко устройства, които произвеждат водород от вода и електричество от водород в единна цялостна преместваема система, която произвежда водород с ефективност 80 до 90%.

При взаимодействие на водорода с кислород в една горивна клетка, се генерира електричеството, а се отделя само водна пара. Тази електрохимична основа за водородната технология е стара, но най-новите й приложения стават все по-важни за изместване на изкопаемите горива, например при тежкотоварни превози и при производство на електроенергия. Основният въпрос, който възникна, е как да се създаде водородът за горивните клетки.

Водородът традиционно се произвежда от изкопаеми суровини като природен газ, но може да се произвежда и в електролизатор чрез разграждане на водата до водород и кислород с помощта на електрически ток. Това превръща водорода в гориво без емисии, ако и електричеството е произведено без вредни емисии.

"Разработихме електролизна система от горивни клетки, т.е. обратима система от горивни клетки, която произвежда водород и, когато работи "наобратно", електричество. Устройството може да бъде инсталирано например до ветрогенератори, което прави възможно съхраняването на екологично чистата вятърна енергия като водород и преобразуването й обратно в електричество по време на пиковете на потребление. Устройството се побира в 10-футов контейнер и лесно може да бъде транспортирано до станция за зареждане на превозни средства или да бъде свързано химически промишлен процес, който използва водорода като суровина. Устройството може да бъде внедрено в използваем на много места мащаб", казва изследователят Вил Сааринен от екипа на VTT за горивните клетки.

Превъзходна ефективност с технология за твърда окисна клетка

Слабата ефективност възпрепятства производството на водород без емисии, а по този начин спъва и разпространението на водородната технология. Търговските електролизни технологии се базират или на алкална технология, или на т.нар. PEM (мембрана за обмен на протони), която се използва и в превозни средства с горивни клетки. Тя постига ефективност от около 60% и двупосочната работа не е възможна. Екипът на VTT използва технологията на твърди окисни клетки (SOC).

"Технологиите на твърдите окисни клетки и необходимата й работна температура от 700 градуса позволяват изключително висока ефективност при производството на водород. Можем да достигнем 80–90%", казва Сааринен.

За разлика от горивната клетка PEM, реверсивната твърда окисна клетка на VTT може директно да използва не само водород, а и други горива, включително природен газ или биогаз, т.е. метан. Гъвкавата употреба на гориво може да се окаже много важен фактор за постепенния преход към енергийна система без емисии през следващите 20 години.

В момента производството на водород чрез твърди окисни клетъчни технологии се затруднява предимно от цената. За разлика от PEM клетките, при производството на твърди окисни клетки не се използват скъпи платинени катализатори, но производството на керамични електролити и клетки, изградени от тях, технически е твърде сложно. Горивната клетка на VTT е част от тригодишния проект BALANCE-EU, който приключи през ноември тази година.