Каталонский институт энергетических исследований (IREC) запустил новую пилотную линию по производству керамических устройств с использованием 3D-печати для получения и использования возобновляемого водорода . Это достижение позиционирует IREC как мирового лидера в этой области и представляет собой стратегический шаг вперед в развитии производства водородных технологий в Каталонии.

Эта пилотная линия, представленная под названием Merce Lab (Производство энергетических керамических устройств), была установлена ​​благодаря финансированию H2B2 в рамках проекта Tecnopropia (программа IPCEI), среди прочих инициатив. Она будет производить твердооксидные элементы (ТОЭ) для топливных элементов и электролизеров в доиндустриальных масштабах.

В настоящее время лишь немногие производители в мире способны производить этот тип ячеек, отличающихся высокой эффективностью, превосходящей конкурирующие технологии. Благодаря 3D-печати функциональной керамики , Merce Lab стала первой в мире лабораторией, применившей этот метод для производства ячеек SOC.

Главным преимуществом 3D-печати является гибкость проектирования, снижение расхода материала и значительное уменьшение веса и объёма готового устройства, что повышает плотность энергии в системах. Это делает такие устройства особенно привлекательными как для транспортных приложений , так и для хранения возобновляемой энергии посредством генерации водорода.

Это высокоинновационная и масштабируемая технология, структурированная в виде различных блоков, охватывающих этапы от подготовки базовых компонентов до сборки и валидации ячеек. Такая структура будет способствовать передаче технологий компаниям как на национальном, так и на международном уровне, а также созданию новых бизнес-моделей, направленных на ускорение индустриализации возобновляемого водорода.

«Это предприятие позиционирует нас как пионеров в производстве SOC в мировом масштабе... это революционный подход к производственным процессам и производительности устройств на основе керамики, открывающий двери новым системам SOC для приложений, которые ранее не могли удовлетворить желаемым требованиям, например, морской или авиационный транспорт», — сказал Марк Торрелл, руководитель лаборатории Merce в IREC.

Эта инициатива является частью важного проекта общего европейского интереса (IPCEI) по водороду под названием Tecnopropia (~25 млн евро), возглавляемого и софинансируемого компанией H2B2, производящей электролизеры, с использованием средств программы Next Generation в рамках Испанского плана восстановления, трансформации и устойчивости (PRTR). Лаборатория также финансируется другими текущими международными проектами IREC, такими как CLEANHYPRO, HYP3D, COMECOCO2 и H2SHIFT. Первоначальные инвестиции в эту пилотную линию составляют 2 млн евро.

IREC уже изготовил первые полноценные устройства в этой лаборатории и развивает стратегическое сотрудничество с отраслевыми партнерами, включая крупные корпорации (H2B2, 3Dceram , AMES, Viver Clean Tech) и более мелкие компании (AESA, Nano4Energy, M-reformer), с целью ускорения разработки и коммерциализации этой технологии. Эта инициатива не только облегчит выход водорода на испанский рынок, но и поможет демократизировать доступ к более чистым и устойчивым энергетическим технологиям.

Разработка этой пилотной линии отвечает растущему объёму инвестиций в инфраструктуру для развития водородной экономики. В этом контексте IREC планирует создать Oxhyd Energy — спин-офф, занимающийся коммерциализацией топливных элементов SOC как ключевого элемента энергетического перехода.

Основные характеристики продукта и пилотной линии

Технологии SOC обладают двойным преимуществом: они могут работать как топливные элементы (используя водород для генерации электроэнергии), так и как электролизеры (производя водород для хранения энергии). Основанные на керамических материалах и работающие при высоких температурах, эти устройства могут экономить до 25% энергии, необходимой для генерации водорода, что делает их значительно более эффективными по сравнению с существующими полимерными элементами.

Производственная мощность нынешнего доиндустриального завода оценивается примерно в 2 МВт/год. Он легко масштабируется и обеспечивает четырёхкратное увеличение удельной мощности конечных устройств по сравнению с существующими коммерческими технологиями.

Предполагаемая стоимость составит около 800 евро/кВт, что позволит снизить цену водорода до менее 4 евро/кг. Ещё одним отличительным фактором является экологичность используемых материалов , поскольку модули не будут содержать кобальт, никель, редкоземельные элементы и другие критически важные компоненты. Это представляет собой отличную бизнес-возможность, учитывая прогнозируемый глобальный спрос на электролизеры и топливные элементы к 2030 году, который оценивается в сотни гигаватт, что значительно превышает текущие мировые производственные мощности.

Эта пилотная линия охватывает всю цепочку создания стоимости технологии, разделяя процесс на пять основных блоков: i) подготовка чернил в качестве сырья; ii) производство ячеек, которые являются основными блоками устройства; iii) производство межсоединений, ключевых элементов для системной интеграции; iv) штабелирование компонентов и v) валидация конечного устройства для обеспечения его качества и эффективности перед последующим использованием.

Источник