Innowacje w dziedzinie decentralizacji energetyki

Rozproszone wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła przy pomocy mikrosystemów kogeneracyjnych (m-CHP) to przyjazna dla środowiska alternatywa w zakresie uzyskiwania energii elektrycznej i cieplnej. W porównaniu ze scentralizowanymi systemami elektrociepłowniczymi, systemy te pozwalają zaoszczędzić dużą część energii pierwotnej. Skomplikowanie systemu, przekładające się na wysokie koszty i niską niezawodność, utrudnia jednak szersze wykorzystanie takich rozwiązań.

Dzięki środkom unijnym przeznaczonym na realizację projektu "Advanced multi-fuel reformer for fuel cell CHP systems" (REFORCELL), naukowcy opracowują system m-CHP oparty na ogniwach paliwowych z membraną do wymiany protonów, wyposażony w bardziej wydajne i tańsze podzespoły. Łącząc reformowanie autotermiczne z oczyszczaniem wodoru w ramach jednego urządzenia, uczestnicy projektu REFORCELL dokonują znacznego postępu w kierunku intensyfikacji procesu produkcji wodoru.

Uczeni koncentrują się na opracowaniu wysokosprawnego katalitycznego reaktora membranowego, w którym reakcje zachodzą w niskich temperaturach i który jest odporny na rzeczywiste warunki panujące w systemach CHP. Nowy reaktor powinien być bardziej wydajny niż aktualnie dostępne rozwiązania dzięki optymalnej konstrukcji mające za zadanie pokonanie oporów dotyczących przenikania masy i ciepła. Prace dotyczą także zaprojektowania i optymalizacji podzespołów uzupełniających.

Zdefiniowano wymagania przemysłowe, aby uwzględnić je przy budowie systemu m-CHP. Szczegółowe fizykochemiczne scharakteryzowanie katalizatorów opartych na niklu i metalach szlachetnych oraz powiązane z tym pomiary pozwoliły na opracowanie i przygotowanie do masowej produkcji katalizatora spełniającego wymagania określone w projekcie.

Ponadto badacze opracowali materiały membranowe oparte na palladzie i przeznaczone do dwóch laboratoryjnych katalitycznych reaktorów membranowych. Przygotowano podstawowy projekt pilotażowego autotermicznego reaktora membranowego.

W europejskim strategicznym planie w dziedzinie technologii energetycznych (SET-Plan) ogniwa paliwowe i wodór określono jako jedne z technologii potrzebnych do realizacji celów UE zaplanowanych na rok 2020. Wśród nich znajduje się ograniczenie zużycia energii pierwotnej o 20%. Projekt REFORCELL wnosi istotny wkład w realizację tego założenia dzięki opracowaniu nowego systemu m-CHP, który ma umożliwić zaoszczędzenie ponad 40% energii pierwotnej.