Siirrettävä polttokenno-elektrolyyseri tuottaa vetyä ja vedystä sähköä päästöttömästi

Teollisuuden raaka-aineena tunnettu vety sopii myös polttoaineeksi ja energian varastointiin, ja sitä voidaan valmistaa päästöttömästi vedestä. VTT on yhdistänyt vedestä vetyä ja vedystä sähköä tuottavat laitteet yhdeksi siirrettäväksi järjestelmäksi, joka tuottaa vetyä peräti 80–90 prosentin hyötysuhteella.

VTT_polttokenno

Kun vety kohtaa hapen polttokennossa, syntyy sähköä ja päästöinä pelkkää vesihöyryä. Tämä vetyteknologian sähkökemiallinen perusta on vanha, mutta sen tuoreet sovellukset ovat yhä tärkeämpiä, kun pyritään eroon fossiilisista polttoaineista esimerkiksi raskaassa liikenteessä ja sähköntuotannossa. Ydinkysymykseksi on noussut, miten polttokennon polttoaineena käyttämä vety tuotetaan. Kuva: VTT

Vetyä on tuotettu perinteisesti fossiilisista raaka-aineista, kuten maakaasusta, mutta sitä voidaan tuottaa myös elektrolyyserissä hajoittamalla vesi vedyksi ja hapeksi sähkövirran avulla. Näin vedystä tulee päästötön polttoaine, jos sähkö on tuotettu päästöttömästi.

- Kehitimme polttokenno-elektrolyyserijärjestelmän eli reversiibelin polttokennojärjestelmän, joka tuottaa vetyä ja päinvastaiseen suuntaan käytettäessä sähköä. Laite voi toimia esimerkiksi tuulivoimalan yhteydessä, jolloin ympäristöystävällinen tuulisähkö voidaan varastoida vedyksi ja palauttaa taas sähköksi kulutushuippujen aikana. Laite mahtuu konttiin, ja se on helppo viedä myös ajoneuvojen tankkausasemalle tai liittää kemianteollisuuden prosessiin, joka käyttää vetyä raaka-aineena. Laitteen pystyy toteuttamaan käyttökelpoisessa mittakaavassa, kertoo tutkija Ville Saarinen VTT:n polttokennotiimistä.

Ylivoimainen hyötysuhde kiinteäoksiditeknologialla

Heikko hyötysuhde on jarruttanut päästöttömän vedyn valmistusta ja siten myös vetyteknologian yleistymistä. Kaupalliset elektrolyyseriteknologiat perustuvat joko alkaliteknologiaan tai PEM-teknologiaan (Proton Exchange Membrane), jota käytetään myös polttokennoautoissa. Sillä on päästy noin 60 prosentin hyötysuhteeseen, eikä kaksisuuntainen käyttö ole mahdollista. VTT:n tiimi käytti kiinteäoksidi- eli SOC-teknologiaa (Solid Oxide Cells).

- Kiinteäoksiditeknologia ja sen edellyttämä 700 asteen käyttölämpötila mahdollistavat erittäin korkean hyötysuhteen vedyn valmistuksessa. Pääsemme sillä 80–90 prosenttiin, Saarinen sanoo.

Toisin kuin PEM-polttokenno, reversiibeli kiinteäoksidipolttokenno (rSOC) voi hyödyntää vedyn ohella myös suoraan muita polttoaineita, kuten maakaasua tai biokaasua, siis metaania. Polttoainejoustavuus voi osoittautua hyvinkin merkittäväksi tekijäksi seuraavan 20 vuoden aikana siirryttäessä vaiheittain kohti päästötöntä energiajärjestelmää.

Tällä hetkellä vedyn valmistusta kiinteäoksiditeknologialla jarruttaa ennen kaikkea hinta. Kiinteäoksidikennojen valmistuksessa ei käytetä esimerkiksi kalliita platinakatalyyttejä, kuten PEM-kennoissa, mutta keraamisten elektrolyyttien ja niistä koottujen kennojen valmistus on teknisesti vaativaa.

Polttokennotiimi kehitti polttokenno-elektrolyyserijärjestelmän osana kolmivuotista BALANCE-EU-projektia, joka päättyy tämän vuoden marraskuussa.

(www.balance-project.org)

Uusimmat artikkelit

K-kauppojen aurinkovoimaloilla ennätystehot touko-kesäkuussa

K-kauppojen aurinkovoimaloiden yli 40 000 aurinkopaneelia tuottivat touko-kesäkuussa ennätykselliset yli 3 000 MWh puhdasta aurinkosähköä. Kokonaisuudessa tuotettu määrä vastaa noin 5 000 pakastealtaan vuotuista sähkönkulutusta. Parhaimmassa tapauksessa aurinkovoimalla pystytään kattamaan valtaosa kaupan päivittäisestä sähkötarpeesta. 

7.8.2020 | Alan Uutiset

Tullin ennakkotilasto: Viennin syöksy pysähtyi kesäkuussa

Suomen tavaraviennin arvo oli 4,5 miljardia euroa kesäkuussa, eli 15,4 prosenttia vuoden takaista vähemmän. Tilanne kuitenkin koheni toukokuusta.

Saksalaisjätti Schaeffler lanseeraa suomalaisen partneriverkoston avulla kehitetyn kunnonvalvontajärjestelmän

Saksalainen auto- ja teollisuusalan yritys Schaeffler on toteuttanut kunnonvalvontajärjestelmänsä OPTIME:n suomalaisen partneriverkoston avulla. Saksalaisyhtiö on jo aikaisemmin perustanut tuotekehitystiimin Suomeen ja nyt yhteistyöllä luotua tuotetta lanseerataan kaupallisesti.

EVA: Talouskriisi on suomalaisten suurin uhka

Elinkeinoelämän valtuuskunta EVA:n julkaisemassa tutkimuksessa kysyttiin, kuinka uhkaavina suomalaiset pitävät maailmalla ja Suomessa tapahtuvia konflikteja ja kriisejä omalle ja läheistensä turvallisuudelle. Eniten pelkoa suomalaisissa herätti uusi laajamittainen talouskriisi (77 prosenttia vastaajista) sekä toiseksi eniten pandemiat ja tartuntataudit (72 prosenttia vastaajista).

Signify tuo markkinoille uusia desinfioivia valaisimia

UV-teknologiaan perustuvaan valaistukseen erikoistunut Signify kertoi kasvattavansa UV-C-valaistuksen tuotantokapasiteettiaan ja laajentavansa UV-C-tuotevalikoimaansa maailman kasvaneen desinfiointitarpeen vuoksi.

Asfalttikoneista saatava data parantaa päällysteen laatua, vähentää päästöjä

Asfalttikoneiden anturien tuottaman tiedon avulla voidaan vaikuttaa päällysteen laatuun ja kestävyyteen.

29.5.2020 | Kumppaniartikkeli

Viafin Service jatkaa yrityskaupan jälkeen kasvu-uralla

Teollisuuden kunnossapitoa tarjoava Viafin Service Oyj on vuoden ajan sulatellut suurta kaasualan käyttö- ja kunnossapitopalveluihin liittyvää yrityskauppaa. Nyt Viafin GASiksi nimetyn yhtiön hankinta on saatettu onnistuneesti päätökseen ja listautunut emoyhtiö voi jatkaa matkaa kohti seuraavaa tavoitetta. Päämääränä on nousta sadan miljoonan euron liikevaihtoa pyörittäväksi teollisuuden kunnossapitoyhtiöksi vuoden 2022 aikana.