lange nicht gesehen CleanTechnica Ich habe mir Festoxidbrennstoffzellen angeschaut, aber da gibt es viel Nachholbedarf. Um nur einige neue Entwicklungen zu nennen: Shell hat gerade einen Vertrag mit der Firma Ceres unterzeichnet, um ihre Festoxidtechnologie zur Herstellung von grünem Wasserstoff in Indien zu testen, und der legendäre Autohersteller Ferrari hat sich mit dem US-Unternehmen Bloom Energy für seine Dekarbonisierung zusammengeschlossen das Werk Maranello in Italien.
Was ist mit Festoxidbrennstoffzellen passiert?
Für diejenigen, die mit diesem Thema nicht vertraut sind: Wasserstoff-Brennstoffzellen mischen Wasserstoff mit Umgebungssauerstoff und Katalysatoren, um emissionsfreien Strom zu erzeugen. Das einzige Nebenprodukt ist Wasser. Der umgekehrte Prozess wird Elektrolyse von Wasser genannt, bei der Elektrizität und Katalysatoren auf das Wasser angewendet werden, um Wasserstoffgas auszustoßen.
Brennstoffzellen mit Polymerelektrolytmembran (PEM) haben bisher die größte Aufmerksamkeit auf dem Gebiet des grünen Wasserstoffs erhalten. Wie Freunde vom US-Energieministerium erklärten, entwickeln sie normalerweise feste Polymere als Elektrolyte.
Festoxid-Brennstoffzellen sind ein ganz anderes Tier. Diese Elektrolyte sind nicht poröse Keramikverbindungen und können bei hohen Temperaturen von 1.830 ° F betrieben werden. Innerhalb eines KWK-Systems kann ihre Brennstoffeffizienz über 85 % erreichen.
Neben anderen Vorteilen eliminiert der hohe thermische Winkel die Notwendigkeit teurer Katalysatoren und ermöglicht den Betrieb von Brennstoffzellen mit unterschiedlichen Eingängen, ohne dass Systemerweiterungen erforderlich sind.
Es gibt kein kostenloses Mittagessen. Bevor das Solid-Oxide-System auf den Massenmarkt kommt, ist noch Feintuning nötig. Das Energieministerium hingegen befindet sich vor der Tür, wo die Produktion von grünem Wasserstoff zu sehen ist. Dies ist ein Auszug aus dem SOFC-Programm, das vom National Institute of Energy Technology des Energieministeriums durchgeführt wird.
“Das SOFC-Programm ist … die Entwicklung der synergistischen SOEC-Technologie (Solid Oxide Electrolyzer Cell). Elektrolyse ist der Prozess, bei dem Strom verwendet wird, um Wasserstoff aus Wasser zu zersetzen. SOEC-Systeme sind hocheffizient und systematisch. Aufgrund ihrer hohen Flexibilität bietet sie ein Potenzial attraktive Option zur Herstellung von Wasserstoff.“
“… der Entwickler [also] Die Möglichkeit, sowohl SOECs als auch SOFCs in einem einzigen Hybridgerät zu verwenden, um Strom zu erzeugen, wenn die Nachfrage hoch ist (hoher Wert), und Wasserstoff, wenn die Nachfrage nicht ihren Höhepunkt erreicht (niedrige Kosten). „Erkunden“, fügt NETL hinzu. „Wasserstoff, der außerhalb der Spitzenzeiten produziert wird, kann später zum Beispiel zur Stromerzeugung verwendet werden, was SOCC-Systeme zu einer Schlüsselkomponente macht, die eine breite Palette von Anpassungen an dezentrale erneuerbare Energiequellen wie Wind und Sonne ermöglicht.“
Wiederbelebung der Festoxidbrennstoffzelle
CleanTechnica Ich habe vor etwa 10 Jahren mehrmals über die Festoxidfirma Bloom Energy recherchiert, und das Radar ist seitdem ziemlich ruhig.letztes Mal CleanTechnica Als das US-Energieministerium damit begann, 52,5 Millionen US-Dollar für Wasserstoffforschung und -entwicklung aufzubringen, um die neue Clean-Tech-Beschleunigungsinitiative „Hydrogen Shot“ zu unterstützen, führte es im Juli 2021 Festoxid-Brennstoffzellen wieder ein.
Das Suppe-zu-Nuss-Wasserstoffprogramm schafft Platz für Erdgas, aber der langfristige Fokus liegt auf der Dekarbonisierung. In einer Finanzierungsrunde im letzten Sommer sagte die West Virginia University:Design der inneren Oberfläche der porösen Elektrode einer Festoxid-Elektrolysezelle für eine hocheffiziente und langlebige Wasserstoffproduktion.. “
Das Energieministerium erklärt, was das bedeutet (eine Pause wurde hinzugefügt):
“”Forschungsgesellschaft der West Virginia University Wir werden eine hochaktive und robuste nanoskalige Beschichtungsschicht entwickeln und auf die innere Oberfläche der porösen Elektrode übertragen.
„Die Beschichtungsschicht wird unter Verwendung eines Atomlagenabscheidungs-(ALD)-Schichtformverfahrens entwickelt und direkt in die Innenfläche der porösen Elektrode einer kommerziellen Zelle eingebettet, wie sie hergestellt wird.
“Dieses Projekt hat das Potenzial, eine einfache Lösung für eine Vielzahl von Materialherausforderungen auf Zellebene bereitzustellen und einen breiteren und effizienteren SOIC-Stack und ein System zu ermöglichen.”
Wenn Sie sich fragen, wie die auf Fossilien ausgerichteten Bundesstaaten West Virginias zusammenpassen, sind Festoxid-Brennstoffzellen quellenunabhängig. Sie können mit Erdgas betrieben werden, und die WVU verfügt teilweise dank ihrer Erfahrung im Bereich Erdgas über ein beeindruckendes Portfolio an fortschrittlicher Materialforschung.
Erdgasfans mögen sich vorerst für neue Forschungsstipendien erwärmen, aber Gänsequellen sind Gander-Quellen. Festoxid-Brennstoffzellen können auch mit erneuerbaren Inputs wie Biogas und natürlich grünem Wasserstoff betrieben werden.
Als Rekord hat die WVU für diese Bemühungen 250.000 US-Dollar aus anderen Quellen gespendet.
Shell springt in Festoxidbecken
Lassen Sie uns vor diesem Hintergrund einen Blick auf die Bedeutung von Shells jüngstem Tropf für die hellgrüne Wirtschaft der Zukunft werfen.
Anfang dieser Woche hat Ceres mit Shell vereinbart, im Forschungs- und Entwicklungszentrum von Shell in Bangalore, Indien, ein Festoxid-Brennstoffzellenprojekt im Megawatt-Maßstab zu bauen, um grünen Wasserstoff für den industriellen Markt zu produzieren.
„Shell und Ceres bauen diese Partnerschaft auf, um die SOIC-Technologie zu nutzen, um hocheffizienten, kostengünstigen grünen Wasserstoff bereitzustellen. Wir lösen uns jetzt von dem verderblichen Teil unseres Energiesystems, das auf fossilen Brennstoffen beruht. Es wird weithin als zuverlässig angesehen Weg zur Karbonisierung”, erklärte Ceres.
„Ceres zielt darauf ab, Wasserstoff etwa 20 % effizienter als andere Technologien zu produzieren. Ab Mitte der 1980er-Jahre sollen 90 % Abwärme in industriellen Prozessen genutzt werden, um eine hohe Effizienz zu erzielen. Sie können“, fügen sie hinzu. Sie fügen hinzu, dass das Ziel darin besteht, bis 2025 marktführende Wasserstoff-Nivellierungskosten von 1,5 USD / kg zu erreichen.
Der Testlauf soll drei Jahre dauern, und Shell sollte genügend Zeit geben, um ein neues Crux-Erdgasfeld vor der Küste Westaustraliens zu erschließen.
Seht! Nun, kleine Schritte. Shell muss viele Klimaschäden ungeschehen machen, aber die US-Solarindustrie ist ein Lichtblick und Aktivitäten in Offshore-Windregionen ein anderer. Bitte beachten Sie, dass Shell auch die Förderung von grünem Wasserstoff in der EU unterstützt.
Festoxid-Brennstoffzelle von Ferrari Hearts
Eine weitere interessante Neuigkeit ist Bloom Energy CleanTechnica Karte.
Letzte Woche gab das Unternehmen die Installation einer 1-Megawatt-Festoxid-Brennstoffzelle in Ferraris Produktionsstätte und Hauptsitz in Maranello, Italien, bekannt. Dies scheint den Expansionsplan des Kultautobauers zu unterstützen.
„Die Partnerschaft mit Ferrari, seit 75 Jahren weltweit führend im Luxus- und Automobilsektor, markiert Blooms Eintritt in die Europäische Union und Italien und ist der erste Schritt in Richtung eines potenziell größeren Projekts zwischen den beiden Unternehmen“, sagte Bloom .
„Die hocheffiziente Plattform von Bloom Energy wandelt Brennstoffe wie Wasserstoff, Biogas und Erdgas in sauberen Strom um, ohne sie zu verbrennen. Durch die Festoxidplattform von Bloom versorgt Ferrari Kraftstoff in Produktionsanlagen. Es wird erwartet, dass sie die Vorteile von Kosten und Nachhaltigkeit bei gleichzeitiger Reduzierung hervorhebt Verbrauch und CO2-Emissionen “, fügten sie hinzu.
Wenn 1 MW etwas klein klingt, ist das richtig. Das erste Ziel ist es, 5 % des Energiebedarfs von Ferrari zu decken. Neue Brennstoffzellen haben jedoch einen erheblichen Einfluss auf die Verbesserung der Energieeffizienz. Bloom und Ferrari hoffen, 20 % des Gases einzusparen, das im bestehenden KWK-System der Anlage verwendet wird, und die lokalen Emissionen zu reduzieren.
Grüner Wasserstoff kann funktionieren. Bloom sagte auch, dass seine flexible Bloom Energy-Serverplattform im Gleichschritt mit „Italiens neuer Wasserstoffwirtschaft” entsteht, da Ferrari kohlenstofffreien Strom aus Wasserstoff und anderen kohlenstofffreien Kraftstoffquellen produziert. Ich ließ den Hinweis fallen, um es möglich zu machen, „sehen “. Die EU setzt auf grünen Wasserstoff.
interessant! Wie auch immer, wenn alteingesessene fossile Interessengruppen wie Shell es ernst meinen mit der Rettung des Planeten, sind sie besser dran, weiterzumachen. Hier wird es heiß!
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Foto: Festoxid-Brennstoffzelle von Ceres.
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