Il progetto UNICORN mira a sviluppare un elettrolizzatore PEM con prestazioni migliorate, CAPEX ridotto e maggiore sostenibilità

Jun 15, 2023

Un progetto da 2,94 milioni di euro coordinato da SINTEF mira a sviluppare e dimostrare uno stack di elettrolizzatori con membrana a scambio protonico (PEM) con prestazioni migliorate, CAPEX ridotto e maggiore sostenibilità rispetto agli attuali sistemi di elettrolizzatori PEM.

Partecipano con SINTEF all'UNICORN ("Unlocking the Full Potential of Electrolysis with Next-Generation Proton Exchange Membrane Stacks") sono Hystar (partner industriale, Norvegia), Alleima (partner industriale, Svezia), Research Institutes of Sweden (RISE) (partner di ricerca organizzazione, Svezia), Ionomr Innovations Inc. (partner industriale, Canada), The French Corrosion Institute (organizzazione di ricerca, Francia), Università di Montpellier/CNRS (istituto accademico, Francia).

Nel processo PEMWE (PEM Water Electrolysis), l'acqua viene convertita in ossigeno e protoni sul lato anodico della membrana. Questi protoni si muovono attraverso la membrana verso il lato del catodo dove reagiscono con gli elettroni per produrre idrogeno gassoso. Questo idrogeno può quindi essere trasportato in condotte, immagazzinato in serbatoi e utilizzato nell’industria o nei trasporti. Figura: SINTEF

In questo progetto, uno stack da 40 kW che contiene componenti nuovi e oltre lo stato dell'arte sarà costruito e testato durante 2000 ore di funzionamento.

Il progetto mira a sostituire le costose piastre bipolari in titanio (BPP) rivestite con metalli del gruppo del platino (PGM) con acciaio inossidabile rivestito a basso costo; ridurre la quantità di iridio utilizzata nello strato catalitico alla metà dell'attuale standard commerciale; ed eliminare l'uso di composti fluorurati pericolosi, in particolare materiali a base di acido perfluorosolfonico (PFSA), negli strati di membrana e catalizzatore.

Le innovazioni saranno inizialmente testate su scala di laboratorio prima di essere implementate con l'aiuto dei partner industriali del progetto.

Il progetto inizierà il 1° novembre 2023 e durerà tre anni.

Sfondo. Esistono due tipi principali di elettrolisi in uso oggi: alcalina e PEM (membrana a scambio protonico). Rispetto alla tradizionale elettrolisi alcalina, gli elettrolizzatori PEM hanno prestazioni più elevate e possono rispondere a rapidi cambiamenti nell’alimentazione elettrica, rendendoli adatti all’accoppiamento con fonti di energia rinnovabile, secondo SINTEF.

Tuttavia, il principale difetto di PEMWE è che necessita di materiali rari e costosi per superare il duro ambiente operativo producendo al contempo gas di alta qualità in modo sicuro.

Gli odierni sistemi PEMWE commerciali si basano tutti su materiali che comportano un costo elevato dell'elettrolizzatore e sono stati identificati come materie prime critiche o materiali con problemi di sostenibilità/ambientali. Questi materiali sono catalizzatori di metalli nobili e rivestimenti protettivi, piastre bipolari a base di titanio e membrane a base di acido solfonico perfluorurato (PFSA).

Negli elettrolizzatori del progetto, la materia prima fondamentale, il titanio, viene sostituita con l'acciaio inossidabile, e il carico di iridio viene ridotto del 50%. Inoltre, la sostituzione delle membrane fluorurate migliorerà la sostenibilità, fornendo una produzione di idrogeno più rispettosa dell’ambiente, a un costo notevolmente ridotto.

Pubblicato il 28 agosto 2023 in Idrogeno, Produzione di idrogeno, Contesto di mercato, Materiali | Collegamento permanente | Commenti (0)