{"id":56,"date":"2018-01-11T22:15:28","date_gmt":"2018-01-11T22:15:28","guid":{"rendered":"http:\/\/sknplomien.pwr.edu.pl\/?page_id=56"},"modified":"2018-03-02T15:29:44","modified_gmt":"2018-03-02T15:29:44","slug":"wysokosprawna-elektroliza-pem","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/sknplomien.pwr.edu.pl\/index.php\/projekty\/wysokosprawna-elektroliza-pem\/","title":{"rendered":"Wysokosprawna elektroliza PEM"},"content":{"rendered":"

Projekt realizuje grupa\u00a0PERESS \u2013PEM Electrolysis for Renewable Energy Storage System<\/p>\n

Projekt ten jest odpowiedzi\u0105 na obecne problemy globalnej energetyki. Problemy, kt\u00f3re dotycz\u0105 Polski, Europy jak i ca\u0142ego \u015bwiata. Pierwszym z nich jest zanieczyszczenie \u015brodowiska. Chcieliby\u015bmy wytwarza\u0107 energi\u0119 bez emisji. Chcieliby\u015bmy r\u00f3wnie\u017c spala\u0107 paliwa, kt\u00f3re emituj\u0105 do atmosfery jak najmniejsz\u0105 ilo\u015b\u0107 substancji szkodliwych. Ponadto na podstawie dyrektyw Europejskich jeste\u015bmy zmuszeni do zwi\u0119kszania udzia\u0142\u00f3w Odnawialnych \u0179r\u00f3de\u0142 Energii w miksie energetycznym. Jak wiemy \u017ar\u00f3d\u0142a te s\u0105 nieprzewidywalne z powodu oddzia\u0142ywa\u0144 atmosferycznych. Kolejnym problemem stricte zwi\u0105zanym z OZE s\u0105 przeci\u0105\u017cenia sieci elektroenergetycznej. W sytuacji kiedy mamy nadmiern\u0105 produkcj\u0119 energii z OZE pojawiaj\u0105 si\u0119 nadwy\u017cki energii, z kt\u00f3rymi nie potrafimy sobie poradzi\u0107. Na koniec mamy problem z magazynowanie energii. Chcieliby\u015bmy nasz nadmiar energii z sieci elektroenergetycznej akumulowa\u0107, a w dzisiejszych czasach nie mamy kompaktowych urz\u0105dze\u0144, kt\u00f3re mog\u0142yby magazynowa\u0107 energi\u0119 na wysok\u0105 skal\u0119. Chcieliby\u015bmy rozwi\u0105za\u0107 ten problem, ponadto liczy si\u0119 dla nas wysoka sprawno\u015b\u0107 proces\u00f3w oraz elastyczna sterowalno\u015b\u0107 urz\u0105dzeniami.<\/p>\n

Rozwi\u0105zaniem powy\u017cszych problem\u00f3w jest program Power-to-Gas. Program ten zak\u0142ada wykorzystanie nadwy\u017cek energii elektrycznej z OZE a nast\u0119pnie konwersj\u0119 jej do wodoru. Dzieje si\u0119 to w procesie elektrolizy PEM (z u\u017cyciem membrany do wymiany proton\u00f3w, Proton Exchange Membrane<\/em>). Wod\u00f3r uzyskiwany w tym procesie mo\u017ce by\u0107 kierowany do infrastruktury gazowej, aby przesy\u0142a\u0107 go na dalekie odleg\u0142o\u015bci, nie obci\u0105\u017caj\u0105c i tak przeci\u0105\u017conych ju\u017c sieci elektroenergetycznych. Coraz cz\u0119\u015bciej s\u0142yszy si\u0119 o wykorzystaniu wodoru w motoryzacji lub w przemy\u015ble. Proces elektrolizy PEM daje wod\u00f3r bardzo czysty (99.999999% czysto\u015bci), co pozwala mu by\u0107 \u015bwietnym paliwem dla ogniw paliwowych. Dbaj\u0105c o \u015brodowisko mo\u017cna ten czysty wod\u00f3r wykorzysta\u0107 w procesie metanizacji CO2 aby uzyska\u0107 metan, kt\u00f3ry mo\u017cna wykorzysta\u0107 w sieci gazowej.<\/p>\n

Technologia ta jest m\u0142oda, dopiero rozwijana na \u015bwiecie. R\u00f3wnie\u017c w Polsce, czo\u0142owe firmy energetyczne, wyrazi\u0142y zainteresowanie t\u0105 technologi\u0105. Uwa\u017camy \u017ce nasz elektrolizer \u015bwietnie pasowa\u0142by do tego projektu, dzi\u0119ki czemu wsp\u00f3lnymi si\u0142ami mo\u017cna stworzy\u0107 rodzime urz\u0105dzenie, na \u015bwiatowym poziomie.<\/p>\n

G\u0142\u00f3wn\u0105 wad\u0105 przypisywan\u0105 tej technologii jest niska sprawno\u015b\u0107 procesu elektrolizy. Nasz projekt zak\u0142ada WYSOKOSPRAWN\u0104 elektroliz\u0119 PEM, aby wyeliminowa\u0107 t\u0119 wad\u0119. Najnowsze rozwi\u0105zania, kt\u00f3re mo\u017cemy wdro\u017cy\u0107 dzi\u0119ki rozwijaniu projektu na Wydziale Mechaniczno-Energetycznym, oraz dzi\u0119ki wsp\u00f3\u0142pracy z najwi\u0119kszymi przedsi\u0119biorstwami badawczo-rozwojowymi na \u015bwiecie, mog\u0105 przyczyni\u0107 si\u0119 do sukcesu projektu grupy PERESS. Dzi\u0119ki nawi\u0105zaniu wsp\u00f3\u0142pracy z zewn\u0119trznymi przedsi\u0119biorstwami, mamy mo\u017cliwo\u015b\u0107 przetestowania najnowszej membrany, kt\u00f3ra zapewnia doskona\u0142e parametry.<\/p>\n

G\u0142\u00f3wnymi zaletami wykorzystania membrany testowanej w projekcie s\u0105 jej parametry pr\u0105dowo-napi\u0119ciowe. Przy tym samym potencjale elektrycznym potrzebnym do przeprowadzenia procesu elektrolizy membrana u\u017cyta w projekcie ma mo\u017cliwo\u015b\u0107 obci\u0105\u017cenia dwukrotnie wi\u0119ksz\u0105 g\u0119sto\u015bci\u0105 pr\u0105du, co ma bezpo\u015bredni wp\u0142yw na wydajno\u015b\u0107 procesu. Jednocze\u015bnie mo\u017cna zauwa\u017cy\u0107, \u017ce przy tej samej g\u0119sto\u015bci pr\u0105du membrana ta wymaga o oko\u0142o 10% mniejszego potencja\u0142u elektrycznego potrzebnego do przeprowadzenia procesu, co pozwoli\u0142oby przeprowadzi\u0107 proces z 10% zyskiem energetycznym w por\u00f3wnaniu do membran u\u017cywanych dotychczas.<\/p>\n

Proces elektrolizy PEM znany jest od ponad 50 lat. Od pocz\u0105tku technologia boryka\u0142a si\u0119 z wieloma problemami skupionymi g\u0142\u00f3wnie wok\u00f3\u0142 serca elektrolizera czyli membrany oraz elektrod pokrytych katalizatorem. G\u0142\u00f3wnymi zarzutami przeciwko technologii elektrolizy PEM by\u0142a niska sprawno\u015b\u0107.<\/p>\n

Do prowadzenia elektrolizy wody potrzebujemy nie tylko elektrolizera ale ca\u0142ego systemu. System ten powinien by\u0107 skonstruowany w taki spos\u00f3b aby zapewni\u0107 trwa\u0142o\u015b\u0107 wszystkich urz\u0105dze\u0144, szybk\u0105 reakcj\u0119 na zmian\u0119 parametr\u00f3w zasilania oraz wysok\u0105 efektywno\u015b\u0107. Z punktu widzenia student\u00f3w wydzia\u0142u Mechaniczno-Energetycznego oraz cz\u0142onk\u00f3w SKN P\u0142omie\u0144 system nie jest skomplikowany, gdy\u017c z wieloma jego komponentami pracujemy na co dzie\u0144 na Politechnice Wroc\u0142awskiej. Budowa odpowiedniego systemu jest niezwykle istotna przy urz\u0105dzeniach du\u017cej mocy. Aby m\u00f3c stosowa\u0107 elektrolizery PEM jako rozwi\u0105zanie na wspomniane w poprzedniej cz\u0119\u015bci prezentacji problemy musimy budowa\u0107 systemy bardziej kompleksowe oraz osi\u0105gaj\u0105ce megawatow\u0105 skal\u0119 mocy. Nasze dzia\u0142ania nad koncepcj\u0105 budowy i badania systemu Elektrolizy PEM s\u0105 skierowane na skalowanie go do warto\u015bci spe\u0142niaj\u0105cych zapotrzebowanie rynku. Wiele ga\u0142\u0119zi przemys\u0142u wymaga bardzo czystego wodoru m.in. elektrownie kt\u00f3re ch\u0142odz\u0105 wodorem swoje generatory du\u017cej mocy czy przemys\u0142 chemiczny. Elektroliza PEM dostarcza nam dzisiaj wod\u00f3r o najwy\u017cszej mo\u017cliwej czysto\u015bci, kt\u00f3r\u0105 da si\u0119 uzyska\u0107 stosuj\u0105c dost\u0119pne technologie przemys\u0142owe.<\/p>\n