一項新的歐洲科研計劃正在開發高效率電解技術,以更可持續、更具成本效益、更高效率的方式從水中制取可再生氫氣,并采用先進且負責任的技術路徑來減少二氧化碳排放。
該項目由CENER(西班牙國家可再生能源中心) 牽頭,聯合10家歐洲合作伙伴及2家關聯機構組成聯合體。西班牙方面的參與單位包括 西班牙國家研究委員會(CSIC) 以及 薩拉戈薩大學(University of Zaragoza) 下屬的阿拉貢納米科學與材料研究所(INMA,CSIC與薩拉戈薩大學聯合中心)。
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氫是宇宙中最豐富的元素,是一種清潔且多用途的優良能源載體,能夠儲存并供應能量。然而,氫在自然界中極少以單質形式存在,必須從水或碳氫化合物中制取。
根據國際能源署(IEA)《2023全球氫能評估報告》指出,目前全球氫氣產量中,僅約1%來自低排放來源,大部分仍通過化石燃料制取,并釋放大量二氧化碳。因此,提高可再生氫氣產量對于重工業、長途運輸和大規模儲能等領域實現脫碳至關重要。
DESIREE(全稱為“增強型固體氧化物電解組件開發以提升可靠性與耐久性”)旨在推進固體氧化物電解(SOEL)技術的發展。
SOEL 技術通過高溫電解將水分解為氫氣和氧氣。當使用可再生電力驅動時,該過程可實現零二氧化碳排放制氫。
項目時間為2026年1月至2029年6月,期間將設計、建造并驗證一套40千瓦級原型系統,基于先進的電解電堆技術進行系統級優化、集成與運行性能測試。
項目將展示一種將高溫電解與熱化學氫氣壓縮相結合的一體化系統,可直接輸出加壓氫氣。整體系統效率預計將超過85%,相比現有電解技術提高超過15%。
盡管當前SOEL系統已具備較高效率,但仍面臨以下挑戰:
- -長期耐久性問題
- -能耗控制問題
- -可再生能源波動條件下的運行穩定性
DESIREE 將從材料到系統設計層面全面創新。
項目將通過多項研究提升電解池及電解電堆的性能與壽命,包括:
- -開發納米材料增強型先進電極
- -集成高耐久玻璃陶瓷密封系統
- -回收關鍵原材料(鎳、鈷、鑭、鍶)并重新用于電池制造
- -優化材料體系以提升長期穩定性
- -降低運行溫度
- -提高系統集成兼容性
DESIREE將采用:
- -模塊化、分區式系統設計(提升效率并簡化維護)
- -先進換熱器實現熱量回收
- -利用余熱壓縮氫氣(無需額外電力)
- -開發先進控制策略與電力電子系統,實現與可再生能源的高效協同
DESIREE是構建更清潔、更具韌性能量系統的重要一步。通過推動科學創新、可持續設計與循環制造,該項目將加速清潔氫能在工業、交通和儲能領域的應用。
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項目協調人、CENER氫能部門負責人 I?igo Garbayo 表示:“DESIREE 直接支持《歐洲綠色協議》《Fit for 55 一攬子計劃》以及“清潔氫能伙伴關系”目標,有助于歐盟實現2030年前溫室氣體減排至少55%,并在2050年前實現全面脫碳經濟。”
項目總預算接近400萬歐元,由“清潔氫能伙伴關系”支持,并在歐盟“地平線歐洲”計劃框架下共同資助。
(素材來自:CENER 全球氫能網、新能源網綜合)
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