Alacsony hőmérsékletű vizes elektrolizátorok – előnyei, szűk keresztmetszetek és kilátások

Zöld hidrogén (GH₂) megújuló villamos energiával, például szél-, nap-, víz- vagy hőenergiával működő elektrolizáló berendezésben víz elektrolízisével állítják elő (a globális hidrogéntermelés <0.1%-a, szemben a fosszilis tüzelőanyagokból származó 99%-kal). Egyes közelmúltbeli piaci jelentések szerint 400–550 millió tonna GH₂ elektrolízissel állítják elő, amihez 3000–4000 GW elektrolizátorra lesz szükség (3000-re kb. 4000–2050-szeres elektrolizáló kapacitásnövekedés).

A vízelektrolizátorok és különösen az alacsony hőmérsékletű vízelektrolizátor (LT-WE) technológiák erősen függnek (i) a felhasznált anyagoktól, azaz katalizátoroktól, elektrolitoktól, szeparátoroktól, elektródáktól, porózus szállítórétegektől/gázdiffúziós rétegektől, valamint (ii) az üzemi hőmérséklettől és nyomástól. Jelenleg három fő típusa van az LT-WE-nek, nevezetesen: (i) protoncserélő membrános vízelektrolizátor (PEMWE), (ii) alkálivizes elektrolizátor (AWE) és (iii) anioncserélő membrános vízelektrolizátor (AEMWE). Az összes LT-WE esetében további kutatás-fejlesztésre van szükség az anyagok és rendszerek terén (pl. az üzem egyensúlya) a hatékonyság, a teljesítmény és a tartósság drasztikus javítása, valamint a költségek csökkentése érdekében.

Ez az előadás kiemeli a legkorszerűbb technikát, előnyöket, szűk keresztmetszeteket (pl. kritikus nyersanyagok, membránok, lebomlás, költségek), a költségcsökkentési stratégiákat (anyagok, köteg- és rendszerszintek), a főbb problémák leküzdésének lehetséges útjait, ill. kulcsfontosságú teljesítménymutatók és technológiai célok minden LT-WE technológiához.

Bruno G Pollet az Université du Québec à Trois-Rivières (UQTR) kémia professzora, az UQTR Green Hydrogen Lab (GH2Lab) igazgatója, az UQTR Hidrogénkutató Intézet (IHR) igazgatóhelyettese, valamint a megújuló energiaforrások adjunktusa. Norvég Tudományos és Technológiai Egyetem (NTNU). Hidrogénenergiával foglalkozott az Egyesült Királyságban, Japánban, Dél-Afrikában, Norvégiában és Kanadában. Két tekintélyes kutatói széket tölt be: az NSERC Tier 1 Canada Research Chair in Green Hydrogen Production és az Innergex Renewable Energy Research Chair (részben a Quebec Gazdasági és Innovációs Minisztériuma által finanszírozott) székhelye a vízelektrolizátorok és hidrogéntermelési technológiák következő generációjára összpontosít. . A Nemzetközi Hidrogénenergia-szövetség (IAHE) Zöld Hidrogén Divíziójának elnöke is. Nemrég meghívást kapott az Energiaátmenet Mérnökeinek Tanácsába (CEET): az ENSZ főtitkárának független tanácsadó testületébe, és megkapta az IAHE Sir William Grove-díját a hidrogén és az üzemanyagcella területén végzett úttörő munkájáért. és elektrolizáló technológiák.

Prof. Pollet PhD fokozatot szerzett fizikai kémiából a Coventry Egyetemen, majd a Liverpool Egyetemen végezte el elektrokatalízisből a posztdoktori diplomáját. Kutatási területei széles skáláját öleli fel az alacsony hőmérsékletű üzemanyagcellák és vízelektrolizátorok újszerű anyagainak kifejlesztésétől a (nem)tiszta vizekből, szerves anyagokból és biohulladékokból származó hidrogéngyártáson át az üzemanyagcellás és elektrolizáló rendszerekig, demonstrátorokig és prototípusokig. Kutatásai az ultrahangra és a szonoelektrokémiára is fókuszálnak üzemanyagcellás és elektrolizáló anyagok előállítására, valamint az elektrokémiai folyamatok javítására. Két könyv szerzője, több mint 17-et szerkesztett, és több mint 25 könyvfejezetet publikált a hidrogénről és az üzemanyagcellákról, a szonokémiáról és a szonoelektrokémiáról. Több mint 200 vitaindító előadást és meghívott előadást tartott különböző nemzetközi rendezvényeken.