Lokalne wytwarzanie wodoru wykorzystywanego jako paliwo przez samochody z ogniwami paliwowymi

Oczekuje się, że technologie ogniw paliwowych i wodorowe będą odgrywały dużą rolę w realizacji wizji EU dążącej do zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych do 2020 r. Jednak pomimo usprawnień technicznych istnieje wciąż wiele przeszkód utrudniających wdrożenie tych technologii na rynku na wielką skalę, np. brak infrastruktury oraz obniżenie kosztów produkcji. Lokalna produkcja wodoru znacząco ułatwiłaby dostarczanie paliwa do samochodów wyposażonych w ogniwa paliwowe.

Technologia opracowana w ramach projektu NEMESIS2+ (New method for superior integrated hydrogen generation system 2+) może stanowić rozwiązanie dla utworzenia niezbędnej infrastruktury wodorowej oraz wyeliminowania głównych problemów związanych z produkcją wodoru.

Naukowcy z powodzeniem opracowali mały prototypowy system, który można łatwo zintegrować z istniejącymi stacjami paliw. Ten przedkomercyjny generator wodoru wykorzystujący biopaliwo produkuje 50 Nm3 wodoru na godzinę.

Kompaktowa budowa nowego reaktora oraz oferowana poprzez niego możliwość obniżenia kosztów inwestycyjnych wynika z koncepcji jednego przekształcenia, która eliminuje fazę wstępnego przekształcania z pierwotnego projektu NEMESIS. Nowy projekt uwzględnia palnik dwupaliwowy umożliwiający spalanie gazu z modułu oczyszczaniu wodoru oraz paliw płynnych. Korzystając z paliw płynnych w postaci pary, technologia przekształcania umożliwia działanie nowego systemu w środowisku wysokiego ciśnienia (12 bar), zwiększenie wydajności poprzez użycie zmodyfikowanej rurowej technologii przekształcania oraz obniżenie kosztów produkcyjnych.

Jak dotąd metody produkcji wodoru były kosztowne i nieprzyjazne dla środowiska i wykorzystywały paliwa kopalne, takie jak gaz ziemny, lub elektroliza wody, która jest obecnie mniej wydajna. Produkcja wodoru z biopaliw może stać czystą alternatywą, jednak jest to trudny proces. Unieszkodliwienie katalizatorów wykorzystywanych przez zanieczyszczenia siarkowe na powierzchni redukuje ilość produkowanego wodoru.

Aby obniżyć zawartości siarki, członkowie projektu z powodzeniem zbudowali moduł odsiarczania działający na zasadzie adsorpcji w fazie ciekłej. Przeprowadzono liczne eksperymenty w celu określenia optymalnych warunków działania. Umożliwiło to zespołowi wytworzenie wysokiej jakości wodoru o niemal 100% czystości, osiągając wydajność konwersji systemu na poziomie do 70%.

Prototypowy system NEMESIS2+ można zintegrować z istniejącą infrastrukturą, umożliwiając lokalną produkcję wodoru z biopaliw na tradycyjnych stacjach paliw. Dodatkowo może być zastosowany w procesach przemysłu szklarskiego i stalowego.