VODÍKOVÉ TECHNOLOGIE
PROJEKT NEXTAEC: PŘINESE NOVÁ GENERACE ALKALICKÝCH ELEKTROLYZÉRŮ REVOLUCI VE VÝROBĚ VODÍKU?
Obr.: prof. Karel Bouzek, vedoucí Ústavu anorganické technologie VŠCHT Praha
Jeden z páteřních prvků budoucího světového i českého vodíkového hospodářství mají před- stavovat elektrolyzéry – tedy zařízení na výrobu vodíku pomocí elektřiny, získávané ideálně z obnovitelných zdrojů energie. A právě nejno- vějším trendům ve vývoji zejména alkalických elektrolyzérů se věnovala i mezinárodní vědecká konference Hydrogen Days 2024. V rámci ní byly představeny výsledky pětiletého mezinárodního projektu NEXTAEC, díky kterému se vědcům podařilo vyvinout revoluční membrány nové generace pro alkalické elektrolyzéry. V současnosti existují dva základní druhy elektrolyzérů pro výroby vodíku pomocí elek- třiny – PEM (proton electrolyte membrane) elektrolyzéry, fungující v kyselém prostředí, a AEC (alkaline electrolysis cell) elektrolyzéry, fungující v alkalickém, tedy zásaditém prostředí. AEC elektrolyzéry se chtějí obejít bez vzácné platiny a iridia Široce rozšířené PEM elektrolyzéry mají kromě výhod, jakými je například schopnost fungovat při vysokých proudových hustotách nebo schopnost dobře snášet dynamické výkyvy vstupní energie (typicky při připojení na obno- vitelné zdroje energie), také jednu podstatnou nevýhodu. Na výrobu PEM elektrolyzérů je potřeba nemalé množství ušlechtilých kovů, jakými je například platina a zejména iridium. Rovněž používaný polymerní elektrolyt je za- ložen fluorové chemii a v současnosti probíhají intenzivní diskuse o zákazu tohoto typu látek. Závislost na vzácných surovinách však odpadá u AEC elektrolyzérů – ty totiž žádné ušlechtilé kovy při výrobě nepotřebují. Nevý- hodou AEC elektrolyzérů ovšem po dlouhá léta byla absence anion selektivní membrány splňující požadavky procesu. Současné AEC elektolyzéry dnes využívají porézní separační přepážku, která zapříčiňuje vysoký vnitřní odpor v elektrolyzéru a zároveň zhoršuje dyna- miku jeho odezvy na výkyvy příkonu elektrické energie z obnovitelných zdrojů. Vyřešit tento, ale i další problémy se během posledních pěti let snažil mezinárodní tým věd- ců z deseti prestižních pracovišť po celém světě v rámci projektu NEXTAEC. Cílem projektu mělo být vyvinutí zcela nového typu anion selektivní membrány, která se svými vlastnosti bude blížit membráně v PEM elektrolyzérech. Výzkum přinesl hned dva typy nových membrán i nové elektrody Výsledky právě končícího projektu NEXTAEC přibližuje prof. Karel Bouzek, vedoucí Ústavu anorganické technologie a proděkan Fakulty chemické technologie na VŠCHT Praha. Podle něj se vědcům podařily udělat zásadní kroky k nové generaci alkalických elektrolyzérů!
„ Projekt je výjimečný již tím, že paralelně rozvíjí dva typy nových membrán. Konkrétně takzvané anion selektivní a takzvané solvatační membrány. Každá má své výhody i nevýhody. V obou sku- pinách byly vyvinuty nové materiály vykazující výborné vlastnosti a s jejich využitím bylo dosa- ženo výkonových parametrů elektrolytické cely na úrovni procesu PEM. Za tímto účelem však byly využity nejen nové membrány, ale rovněž v rámci projektu nově vyvinuté elektrody. Hlavní cíl projektu se tedy podařilo splnit, “ vyzdvihl Bouzek s tím, že nyní vědce čeká dlouhodobé testování nově vyvinutých prvků v plné zátěži. „ V současnosti pracujeme na ověření dlouho- dobé stability nových komponent za podmínek provozu průmyslové cely. Na základě dosavadních zkušeností věříme, že i v této oblasti se nové materiály ukáží být dostatečně kvalitní. Rovněž se věnujeme otázce možné budoucí výroby těchto ECHA SPOUŠTÍ NOVOU DATABÁZI CHEMICKÝCH LÁTEK ECHA CHEM je nová databáze pro zveřejňo- vání informací o chemických látkách. Od 31. ledna je k dispozici její první verze s informacemi ze všech registrací podle nařízení REACH, které evropská agentura ECHA obdržela a postupně budou přibývat další informace. ECHA spravuje v Evropské unii největší data- bázi chemických látek, která obsahuje údaje předložené průmyslem v kombinaci s informa- cemi získanými v rámci regulačních procesů EU. Existující platforma Informace o chemických lát- kách, která byla spuštěna v roce 2016, se rychle
komponent elektrolyzéru v průmyslovém měřítku. Bez tohoto aspektu by dosažené výsledky samo- zřejmě nevedly ke kýženému cíli. I zde vidíme další vývoj nadějně. Členy konsorcia jsou praco- viště, která mají v tomto směru poměrně bohaté zkušenosti, “ doplnil Bouzek. Do projektu NEXTAEC byly zapojeny následující instituce: Technical University of Denmark (Dánsko), Lund University (Švéd- sko), University of Patras (Řecko), German Aerospace Center (Německo), Université catholique de Louvain (Belgie), Forschungs- zentrum Jülich (Německo), Vysoká škola chemicko-technologická v Praze (Česká re- publika), Blue World Technologies (Dánsko), NEL Hydrogen (Norsko) a Korea Institute of Science and Technology (Jižní Korea). www.nextaec.eu rozrostla a dnes obsahuje informace o více než 360000 chemických látkách. ECHA CHEM je nové řešení, které umožní zpřístupnit online ros- toucí množství informací. V první verzi ECHA CHEM jsou informace ze všech více než 100 000 registrací podle naří- zení REACH, které společnosti předložily agen- tuře ECHA. V letošním roce bude databáze roz- šířena ještě o přepracovaný seznam klasifikací a označení a následně o první soubor seznamů týkajících se regulací. ECHA CHEM byla navržena jako flexibilní technická platforma schopná zpracovávat velké množství dat a lze ji přizpůsobit různým potřebám vyplývajícím z nových úkolů, které bude agentura ECHA řešit v budoucnu. » https://chem.echa.europa.eu/
48
CHEMAGAZÍN • 2 / XXXIV (2024)
Made with FlippingBook. PDF to flipbook with ease