Zmanjševanje emisij toplogrednih plinov in politične smernice, ki opredeljujejo vodik kot čisti nosilec energije, spodbujajo raziskave za trajnostno proizvodnjo vodika in njegove uporabe. Pri tem pomembno vlogo igrajo učinkovitost, življenjska doba in trajnost celotne procesne verige. Delovna skupina Tehniške Univerze Graz se ukvarja z osnovnimi in industrijskimi raziskavami za naslavljanje omenjenih izzivov.
Proizvodnja čistega vodika
Eno od delovnih področij raziskovalne skupine, ki jo vodi prof. Viktor Hacker je razvoj novega proizvodnega procesa čistega vodika, tim. parni reforming z železom (RESC – Reformer Steam Iron Process). V tem procesu kontaktna masa na osnovi železa (oksida) deluje kot nosilec kisika in s ponovno oksidacijo s paro proizvaja čisti vodik. Visoke procesne temperature v območju od 600 do 1000 ° C in stalna kemijska pretvorba predstavljajo velike izzive, saj vodijo do trajnih strukturnih sprememb in faznih transformacij kovinskih oksidov. Optimizacijo primernih termično in kemično stabilnih kovinskih oksidov dosežemo z dodajanjem ne-reaktivnih snovi, kot so aluminijev, silicijev ali cirkonijev oksid, in z izboljšanjem poti priprave nosilcev kisika, kar povečuje mehansko celovitost in sposobnost izmenjave kisika kovinskih oksidov. Delovna skupina je trenutno vključena v projekt Bio-Loop v sodelovanju z BEST Research in Tehniško Univerzo Dunaj, med drugim za razvoj in izboljšanje takšnih nosilcev kisika tudi za prihodnje aplikacije, ki so usmerjene v biomaso.
R&D vodikovih gorivnih celic
Za vzpostavitev svetovnega gospodarskega sistema, ki temelji na trajnosti, je nujen razvoj čistih in tihih pogonskih sistemov za transportne namene. Trenutno najprimernejša tehnologija za napajanje električnih vozil na gorivne celice, so polimerne elektrolitske gorivne celice (PEFC – polymer electrolyte fuel cells), ker omogočajo velik doseg in hitro polnjenje.
PEFC vsebuje membransko elektrodni sestav (MEA – membrane electrode assembly), ki pa je hkrati tudi največji strošek skladov gorivnih celic v električnih vozilih, ker so v elektrodnem katalizatorju uporabljene sorazmerno velike količine plemenite kovine platine. S ciljem zmanjšanja stroška uporabe plemenitih kovin, so na CEET nedavno uspešno razvili polimer s katerim se podaljša življenjsko dobo katalizatorja. Koncept se osredotoča na selektivno prevleko ogljikovega nosilnega materiala s polianilinom (PANI).
V sodelovanju z mednarodnimi raziskovalnimi partnerji in industrijo so bili materiali v MEA sintetizirani in vrednoteni s posebej zasnovanimi pospešenimi stresnimi testi za določitev njihove učinkovitosti pri dolgotrajnem delovanju.
Viri za članek:
CEET – Official website
Avtorji: Prof. Viktor Hacker, DI Michaela Roschger, DI Sigrid Wolf, H2greenTECH projektni partnerji iz Institute of Chemical Engineering and Enviromental Technology (CEET) of TU Graz.
