Zöld energiatárolás hidrogén elektrolízissel
Korábbi bejegyzéseinkben már sokat foglalkoztunk a H2 infrastruktúra fejlődésével, a terjedését segítő támogatásokkal és annak nehézségeivel. A mobilitás mellett ebben a rövid írásban egy olyan megoldásra hívjuk fel a figyelmet, mely a hidrogén elektrolízis ipari, építőipari alkalmazásokhoz nyújt fenntartható energiaellátási alternatívát.
Negatív töltések a pozitív eredményekért
A technológia, melyen az itt bemutatott megoldás alapszik nem más, mint az AEM, azaz az Anion Exchange Membrane, mely a hidrogén elektrolízis egy módja. Rendszerszinten vizsgálva a műszaki megoldást, az elektrolizáló bemenetei víz, valamint elektromos energia, kimenetén pedig H2 és O2 gázok jelennek meg (természetesen elszeparálva egymástól).
A pontos leíráshoz és megértéshez természetesen szükséges a kémiai reakciók, az egyes ionok potenciáljának pontos ismeret, valamint rendkívül fejlett anyagtani ismeretek, mivel a reakcióban részt vevő membrán, anód és katód mikroszerkezete és anyaga számos Phd. kutatásnak szolgált már témával, és még közel sem tekinthető konszolidált technológiának.
Üzemeltetői, folyamatmérnöki szemmel nézve azonban elég a főbb paramétereket ismerni:
- Ennek a hidrogén elektrolízis technológiának a jelenlegi teljesítménysűrűsége mintegy 1.5-3.8 W/cm2
- Üzemi hőmérséklete 40-90 °C, 1-30 bar nyomáson
- Élettartama mintegy 2000 óra, a kutatások 10 000 órás élettartamot látnak reálisan megvalósíthatónak
- A termelt hidrogén tisztasága „kétkilences”: 99.99%, de kutatások folynak a 99.9999% elérésére.
Mire jó a hidrogén-elektrolízis?
Zöld hidrogén alatt olyan H2 gázt értünk, melynek fejlesztéséhez megújuló energiát vettek igénybe. Olyan létesítmények esetén tehát, ahol ilyen energiaforrás (tipikusan napelempark, de lehet akár szél- vagy vízturbina is) rendelkezésre áll, a termelődő felesleget akkumulátoros, vagy kinetikus tárolás helyett hidrogén gázzá lehet alakítani, hogy az energiaszegény időszakokban abból – üzemanyagcella segítségével – elektromos teljesítményt lehessen előállítani.
Egy alternatív – s némileg egyszerűbb – felhasználási mód természetesen az, mikor a gáztermelés nem a helyszínen történik, ekkor akkumulátor-kapacitás helyett palackkötegekben nagynyomású gázt tárolnak, ezzel biztosítva a szünetmentes tápellátást egy üzem vagy épület számára.
Saját hidrogén-üzem otthonra?
A jó hír, hogy a hidrogén elektrolízis technológia az utóbbi években rohamos fejlődésen esett át. Már messze nem csak megawattos méretű ipari gázművekben találkozni vele, méretgazdaságossága elérte a jóval kisebb alkalmazásokat is.
Példának okáért a Chaengwattana Government Complex, Bangkokban egy olyan kormányzati irodakomplexum, mely 168 kW beépített napelem-teljesítményét részben hidrogén elektrolízis útján tárolja. Egy 24 kW-os elektrolizáló gondoskodik arról, hogy az épületegyüttes mintegy 150 kWh-ra elegendő H2 tárolói mindig fel legyenek töltve.
A felhasznált technológia méretei nem kiugróak, egy szerverszekrény, vagy ipari folyadékhűtő befoglaló méreteihez – és megjelenéséhez – hasonlóak, és joggal várhatjuk, hogy a jövőben, a hatékonyság növelésével akár háztartási szintre is eljusson a módszer.
Azonban a képlet nem ilyen egyszerű:
- a hidrogén elektrolízis jelentős víz – ráadásul desztillált víz – felhasználással jár, illetve
- a keletkező hidrogén tárolása sem triviális: helyigénye a nyomás növelésével csökkenthető, de ez további problémákhoz vezet.
- a keletkező O2 gáz bizonyos ipari környezetben még hasznos is lehet, azonban tovább súlyosbítja az amúgy sem csekély tűzveszélyességet
- végezetül minden segédberendezés (nyomásfokozók, desztilláció, a gázt szállító kompresszorok stb.) rontja a teljes folyamat energiamérlegét
Ennek alapján kijelenthető, hogy a technológia általános elterjedése még váratni fog magára: ipari alkalmazásoknál azonban máris reális alternatíva más energiatárolási módokkal szemben.
Az ön hidrogén-projektje
Ha Ön is gondolkodik hidrogén elektrolízis, vagy hidrogénalapú energiatárolás megvalósításában, szüksége lesz egy megbízható, pontos és üzembiztos nyomásszabályzóra, mely az üzemanyagcella táplálását és védelmét látja el. Partnerünk, a Pressure Tech szakértő a hidrogén-nyomásszabályzás területén, mi pedig állandó rendelkezésreállással és támogatással hozzuk el Önnek ezeket a piacvezető termékeket, csak lépjen kapcsolatba velünk!
A borítókép forrása: https://enapter.com/en/enapter-products-aem/
