Projeto UNICORN busca desenvolver eletrolisador PEM com maior desempenho, CAPEX reduzido e maior sustentabilidade

Um projeto de 2,94 milhões de euros coordenado pela SINTEF procura desenvolver e demonstrar uma pilha de eletrolisadores de membrana de troca de prótons (PEM) com maior desempenho, CAPEX reduzido e maior sustentabilidade em comparação com os atuais sistemas de eletrolisadores PEM.

Participando com a SINTEF no UNICORN (“Unlocking the Full Potential of Electrolysis with Next-Generation Proton Exchange Membrane Stacks”) estão Hystar (parceiro industrial, Noruega), Alleima (parceiro industrial, Suécia), Research Institutes of Sweden (RISE) (pesquisa organização, Suécia), Ionomr Innovations Inc. (parceiro industrial, Canadá), The French Corrosion Institute (organização de pesquisa, França), Universidade de Montpellier/CNRS (instituto acadêmico, França).

No processo PEMWE (PEM Water Electrolysis), a água é convertida em gás oxigênio e prótons no lado anódico da membrana. Esses prótons se movem através da membrana até o lado do cátodo, onde reagem com os elétrons para produzir gás hidrogênio. Este hidrogénio pode então ser transportado em gasodutos, armazenado em tanques e utilizado na indústria ou nos transportes. Figura: SINTEF

Neste projeto, uma pilha de 40 kW que contém componentes novos e de última geração será construída e testada durante 2.000 horas de operação.

O projeto visa substituir placas bipolares de titânio (BPPs) revestidas com metal do grupo da platina (PGM) caras por aço inoxidável revestido de baixo custo; reduzir a quantidade de irídio utilizada na camada de catalisador para metade do padrão comercial atual; e eliminar o uso de compostos fluorados perigosos, especificamente materiais à base de ácido perfluorossulfônico (PFSA), nas camadas de membrana e catalisador.

As inovações serão testadas inicialmente em escala de laboratório antes de serem ampliadas com a ajuda dos parceiros industriais do projeto.

O projeto está previsto para começar em 1º de novembro de 2023 e terá duração de três anos.

Fundo. Existem dois tipos principais de eletrólise em uso hoje: alcalina e PEM (membrana de troca de prótons). Em comparação com a eletrólise alcalina tradicional, os eletrolisadores PEM têm desempenho superior e podem responder a mudanças rápidas no fornecimento de energia, tornando-os adequados para acoplamento com fontes de energia renováveis, de acordo com o SINTEF.

No entanto, a principal deficiência do PEMWE é que necessita de materiais caros e raros para superar o ambiente operacional hostil e, ao mesmo tempo, produzir gases de alta qualidade de forma segura.

Todos os sistemas PEMWE comerciais de hoje dependem de materiais que levam a um alto custo do eletrolisador e foram identificados como matérias-primas críticas ou materiais com preocupações ambientais/de sustentabilidade. Esses materiais são catalisadores de metais nobres e revestimentos protetores, placas bipolares à base de titânio e membranas à base de ácido sulfônico perfluorado (PFSA).

Nas pilhas de eletrolisadores do projeto, a matéria-prima crítica, o titânio, é substituída por aço inoxidável, e a carga de irídio é reduzida em 50%. Além disso, a substituição das membranas fluoradas melhorará a sustentabilidade, proporcionando uma produção de hidrogénio mais amiga do ambiente, a um custo significativamente reduzido.

Postado em 28 de agosto de 2023 em Hidrogênio, Produção de Hidrogênio, Antecedentes do Mercado, Materiais | Link permanente | Comentários (0)