Partnerzy
- Ricerca sul Sistema Energetico – RSE S.p.A., Włochy
- Ceramiques Techniques et Industrielles SA, Francja
- GKN Sinter Metals Engineering GmbH, Niemcy
- Sulzer Markets And Technology AG, Szwajcaria
- Forschungszentrum Juelich GmbH, Niemcy
- Universita Degli Studi di Genova, Włochy
- Agencia Estatal Consejo Superior de Investigaciones Cientificas, Hiszpania
- SOL SpA, Włochy
- Foster Wheeler Italiana SpA, Włochy
- Politecnico di Milano – Dipartamento di Enegia, Włochy
- Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Szwajcaria
- Karlsruher Institut Fuer Technologie, Niemcy
- Enel Ingegneria e Innovazione SpA, Włochy
- Rezia Energia Italia SpA, Włochy
- Instytut Energetyki, Polska
Opis
DEMOYS. Membrany nieporowate do wysokosprawnego wytwarzania tlenu i wodoru.
Celem projektu jest rozwój technologii membran tlenowych służących do separacji tlenu ze strumienia powietrza oraz membran wodorowych służących do separacji wodoru ze strumienia gazu paliwowego (syntezowego). Oczekuje się, że membrany tego typu spełniać będą kluczową rolę w elektrowniach zasilanych węglem lub gazem ziemnym, bez znaczącej emisji dwutlenku węgla. Najbardziej obiecującymi membranami tlenowymi są obecnie membrany ceramiczne oparte na przewodnictwie mieszanym, elektronowo-jonowym, działające w temperaturach powyżej 650°C. Natomiast spieki metal-ceramika (np. Ni-BaZrO2) rozwijane są w zastosowaniach do separacji wodoru od dwutlenku węgla ze strumienia gazu syntezowego. Membrany te nie są jednak ekonomiczne ze względu na wysoki koszt i ograniczoną przepuszczalność membran w odniesieniu do tlenu w przypadku membran tlenowych oraz wodoru w przypadku membran wodorowych.
Głównym celem projektu DEMOYS jest rozwój technologii cienkich membran tlenowych o przewodnictwie mieszanym do separacji tlenu i wodoru z wykorzystaniem technologii niskociśnieniowego, cienkowarstwowego nanoszenia plazmowego (ang. LPPS-TF) na nanoporowate warstwy katalityczne podłoża. Technologia ta umożliwia ekonomiczne wytwarzanie cienkich, nieporowatych warstw na dużych powierzchniach, w niskich temperaturach. W ramach projektu planowane jest naniesienie, na podłoża zarówno ceramiczne jak i metalowe, stabilnych depozytów o grubości mniejszej niż 20 mikronów. Cele projektu są określone następująco:
- rozwój technologii membran tlenowych o przepuszczalności tlenu powyżej 8 ml/cm2/min oraz selektywności powyżej 99% w temperaturze 800°C
- rozwój technologii membran wodorowych o przepuszczalności wodoru powyżej 10 ml/cm2/min oraz selektywności powyżej 99,5% w temperaturze 800°C
- obniżenie emisji dwutlenku węgla poniżej 10% przy kosztach rzędu 15€ za tonę poprzez integrację membran w układach generacji mocy oraz układach produkcji wodoru
z wykorzystaniem gazu syntezowego - obniżenie kosztu wytwarzania modułu membran do poziomu 1000€/m2.
Ponadto określone są cele cząstkowe które powinny zostać osiągnięte w trakcie trwania projektu: rozwój technologii membran tlenowych do poziomu przepuszczalności tlenu powyżej 4 ml/cm2/min oraz membran wodorowych do poziomu przepuszczalności wodoru powyżej 4 ml/cm2/min.
Badania nad membranami tlenowymiprowadzone są w USA (m.in. Praxair, Eltron) gdzie technologia ta jest znacznie bardziej rozwinięta w porównaniu z Europą. Technologiczne cele projektu DEMOYS, przedstawione w poniższej tabeli, zmierzają w kierunku zmniejszenia luki technologicznej,
zaś w przypadku grubości membran oraz przepuszczalności tlenu przewyższenia stanu aktualnego