Projekt NEXTH2

NEXTH2 kolor W styczniu 2022 roku zespół Instytutu Energetyki – Państwowego Instytutu Badawczego rozpoczął realizację projektu badawczo-rozwojowego, którego celem było stworzenie nowoczesnego elektrolizera stałotlenkowego (SOE – Solid Oxide Electrolyzer). Innowacyjne rozwiązanie miało opierać się na wykorzystaniu niskokosztowych metod produkcji, co czyni projekt kluczowym krokiem w rozwoju zaawansowanych technologii wodorowych.

Dziś, po miesiącach intensywnych badań, testów i pracy zespołowej, nadszedł czas na podsumowanie osiągniętych rezultatów. Przedstawiamy założone cele, wyzwania, efekty naszych działań, a także kluczowe wnioski, które wyciągnęliśmy w trakcie projektu.

Opis projektu NEXTH₂

Projekt NEXTH₂ miał na celu opracowanie zoptymalizowanego, w aspekcie żywotności, jak i kosztu wytworzenia, prototypu elektrolizera stałotlenkowego (SOE) klasy 5 kW z wykorzystaniem innowacyjnych STOS IEN PIB technik produkcyjnych - wtrysku wysokociśnieniowego ceramiki oraz druku 3D z past. Elektrolizer SOE wyróżnia się najwyższą sprawnością wśród dostępnych technologii wytwarzania wodoru dzięki znacząco niższemu zużyciu energii elektrycznej (ok. 15-20% niższy nakład energetyczny per kg wytworzonego wodoru w porównaniu do technologii niskotemperaturowych), a także w swojej budowie nie zawiera trudno dostępnych i drogich metali szlachetnych (m.in.irydu czy platyny) co niewątpliwie zwiększa jego konkurencyjność.

W ramach projektu opracowano nowe materiały i rozwiązania konstrukcyjne, w tym kompozytowe elektrody powietrzne o zmodyfikowanej mikrostrukturze, które poprawiają parametry elektrochemiczne ogniw i zwiększając ich żywotność. Natomiast, zaproponowane i zoptymalizowane uszczelnienia szklano-ceramiczne, przygotowane przy użyciu druku 3D, zapewniają gazoszczelność i stabilność pracy stosu przy jednoczesnej redukcji kosztów i odpadów materiałowych.

Projekt NEXTH₂ nie tylko przyczynił się do rozwoju technologii SOE oferowanej przez IEN-PIB, ale także poszerzył wiedzę z zakresu m.in. elektrochemii czy inżynierii materiałowej dot. procesów zachodzących w ogniwach SOE i ich korelacji z zaproponowanymi rozwiązaniami. Wykonane obliczenia i symulacje numeryczne dot. układów Power-to-Gas i Power-to-Liquid wykazały potencjał zastosowania elektrolizerów SOE w kluczowych gałęziach przemysłu, m.in. w petrochemii i energetyce, jako jednego z elementów dekarbonizacji tych obszarów.

Rozwój innowacyjnych technologii w ramach projektu NEXTH₂ przyczynił się do stworzenia solidnych podstaw dla budowy polskiego sektora technologii wodorowych – efekty projektu stanowią ważny krok w kierunku wspierania krajowych innowacji wodorowych.

Finansowanie

Projekt realizowany w ramach programu LIDER, którego celem jest wsparcie rozwoju kadry naukowej, a w szczególności przez finansowanie programów adresowanych do młodych naukowców w rozumieniu art. 360 ust. 2 ustawy Prawo o szkolnictwie wyższym i nauce, zmierzających do podnoszenia kompetencji w zakresie samodzielnego planowania, zarządzania oraz kierowania zespołem badawczym, poprzez realizację projektów badawczych, których wyniki mogą mieć zastosowanie praktyczne i posiadają potencjał wdrożeniowy.

Wartość wsparcia finansowego udzielonego IEN-PIB przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju ze środków publicznych, o których mowa w art. 5 ust. 1 ustawy o finansach publicznych, na podstawie umowy o wykonanie i finansowanie Projektu nr LIDER/1/0003/L-12/20/NCBR/2021 z dnia 17.12.2021 r. wynosi 1 499 876,25 PLN.

Tytuł Projektu: Opracowanie innowacyjnego stałotlenkowego elektrolizera (SOE) wytwarzanego niskokosztowymi technikami wytwórczymi jako kluczowego elementu nowoczesnych magazynów energii opartych na koncepcji power-to-gas.