Wszystkie oferowane handlowo wodorowe autobusy w Polsce mają ogniwa kanadyjskiej firmy Ballard. Skorzystała z nich także Pesa w wodorowej lokomotywie. Daimler i Volvo zamierzają produkować własne ogniwa, takie urządzenia oferuje też holenderska firma HyMove.
Polskie ogniwo
Do badań nad ogniwami wodorowymi przystąpił również Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Chemii Przemysłowej im. prof. Ignacego Mościckiego (Łukasiewicz-IChP) w Warszawie. Jego pracownicy zbudowali trzecią generację niskotemperaturowego ogniwa paliwowego typu PEM zasilanego wodorem.
Czytaj więcej
Prototypowy stos ma moc kilkuset Wat i sprawność 50 proc. – Istnieje możliwość dalszego podniesienia sprawności systemu do ok. 85 proc., gdyby ogniwo takie działało w układzie kogeneracyjnym energii elektrycznej i ciepła – zaznacza zastępca dyrektora ds. badawczych Łukasiewicz IChP dr inż. Ewa Śmigiera.
Dodaje, że praktyczne wykorzystanie ogniw paliwowych wymaga stworzenia systemu peryferii umożliwiających ciągłą pracę układu. – W skład takiego systemu mogą wchodzić np. systemy oczyszczania wody czy elektrolizery. Rzeczywista sprawność technologii wodorowych powinna uwzględniać koszt energetyczny ponoszony na obsługę całego systemu jako źródła energii. W naszych pracach skupiamy się nad badaniami ogniw paliwowych, zagadnienia dotyczące pozostałych elementów systemu nie są obecnie przez nas rozwijane – zastrzega Śmigiera.
Naukowcy Łukasiewicz-IChP wykorzystali do budowy stosu układ katalityczny MEA dostarczany przez jednego z wiodących światowych producentów. Wymagana na potrzeby projektu specyfikacja MEA zakłada trwałość na poziomie 20 tys. godzin pracy przy obciążeniu rzędu 0,25W/cm2.
Czytaj więcej
W ramach programu Biostrateg NCBR Łukasiewicz-IChP otrzymał ponad 1,6 mln zł na przygotowanie prototypu stosu ogniw paliwowych. Instytut wystąpił o dalsze finansowanie rozwoju konstrukcji stosu oraz jego elementów. – W przyszłości istnieje potencjał do badań w kierunkach recyklingu i przedłużenia życia ogniw paliwowych, jak również produkcji wodoru w elektrolizerach – zauważa Śmigiera.
Wodór z wody, której nie zabraknie
Zastępca dyrektora ds. badawczych Łukasiewicz IChP przyznaje, że problemem pozostaje duże zapotrzebowanie na energię oraz niższa efektywność procesu przy użyciu zielonego wodoru, wytwarzanego w procesie elektrolizy. Do wyprodukowania 1 kg wodoru potrzeba 50 kWh energii i 9 litrów wody. Na wyprodukowanie 1kWh energii w badanym przez Łukasiewicz IChP stosie ogniw paliwowych zużywane jest około 0,75 m3 H2.
Czytaj więcej
Nie powinno być natomiast problemu z pozyskaniem wody do wytwarzania wodoru. – Do elektrolizerów (szczególnie PEM), jak i dla ogniw PEM konieczna jest woda demineralizowana, tak więc musi być bardzo dobrze oczyszczona. Im bardziej zanieczyszczony surowiec, np. woda morska, tym większy konieczny nakład na oczyszczanie – podkreśla dr inż. Wojciech Tokarz z Zespołu Procesów Elektrochemicznych Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej.
Uważa, że skala użycia wody nie powinna być bardzo istotnym problemem, przy założeniu, że Europa zużyła 7222,22 TWh energii w ropie, a np. USA 10 916,67 TWh. – Dla podanego zużycia ropy w USA czy Europie wytworzenie jej odpowiednika przy użyciu wodoru wymagałoby mniej niż 10 do potęgi 10 ton wody. Jednocześnie na świecie jest dostępne ok. 10 do potęgi 16 ton słodkiej wody, a roczne światowe użycie wody sięga 4 razy 10 do potęgi 12 ton, a więc planowane użycie jest ułamkiem tych zasobów – porównuje Tokarz.
Czytaj więcej
Wskazuje, że przemysł wydobycia i przetwórstwa paliw kopalnych zużywa dużo większe ilości wody niż zakładane zużycie w procesach elektrolizy. – Co do uzdatniania wody morskiej obecnie nie zajmowaliśmy się jeszcze tą tematyką i na dziś nie posiadamy dokładanych informacji o sprawnościach tych procesów – przyznaje Tokarz.
