Testanlæg til SOEC stakke

Udfordring

I øjeblikket er der et stort fokus på power-to-X, hvor X betegner grønne brændsler eller kemikalier fremstillet vha. elektrolyse (og elektrolyseteknologi) af ikke-fossilt-baseret CO2, H2O og N2. Dynamisk PtX kan hjælpe den igangværende omstilling til en ikke-fossil infrastruktur, da det kan afhjælpe udfordringerne med at balancere den varierende strømproduktion fra vind og sol, med elforbruget.

Tre forskellige elektrolyseteknologier undersøges i forhold til deres anvendelighed til PtX. Alkalisk Elektrolyse (AEC) er den ældste teknologi, men også den teknologi der har den laveste virkningsgrad. PEM elektrolyse har en højere virkningsgrad, men er meget dyr, da der anvendes platin og iridium i elektroderne. Højtemperatureletrolyse (SOEC) har den højeste virkningsgrad, men er også den mindst udviklede af de tre teknologier. SOEC kan gøres meget billig, da der ikke anvendes ædelmetaller i cellerne.

I forhold til de igangværende planer om at etablere en energi-ø ”North Sea Wind Power Hub” hvor en del af den producerede strøm anvendes til PtX (f.eks. til produktion af brændstof til skibsindustrien), er SOEC specielt interessant, da teknologien med fordel kan placeres ude på energi-øen. Den høje virkningsgrad for SOEC giver en meget lille produktion af spildvarme. Og på energi-øen kan spildvarmen ikke så godt anvendes til f.eks. produktion af fjernvarme. Ved at placere PtX anlægget på øen, kan skibe ankre op ved energi-øen og tanke brændstof. Samtidigt reduceres kravene til el-kablerne der skal føre den overskydende strøm i land.

Haldor Topsoe A/S er blandt de førende producenter af kommercielle højtemperaturelektrolysestakke. I dette projekt vil vi foretage strøm-spændings målinger på kommercielle TSP1 stakke fra Haldor Topsoe A/S, for at kvantificere hvor meget effektiviteten kan øges vha. tryksat drift. Haldor Topsoe’s motivation for at deltage i projektet, er at få øget indsigt i performance af HTAS TSP1 stakke under tryk.

DynElectro ApS hjælper for tiden Colorado School of Mines med at opbygge en testopstilling til tryksat test af højtemperaturstakke. DynElectro har i løbet af det sidste års tid, sammen med CSM, lavet mere en halvtreds strøm-spændings målinger på kommercielle stakke fra Ceres Power. DynElectro bidrager til projektet ved at levere know-how om opbygning af testopstillinger til tryksatte test af højtemperaturelektrolysestakke. DynElectros motivation er at opbygge tryktestopstillinger til generelt brug for AAU, HTAS og DynElectro i senere projekter.

En af de eksisterende udfordringer med SOEC teknologien, er den forholdsvist lave levetid. Det skyldes bla. at Nikkel migrering og forgrovning. Noon Energy er ved at udvikle en ny type batteri, baseret på højtemperaturelektrolyse, og har i den forbindelse udviklet en ny type Nikkel-frie elektroder. Noon Energy bidrager til projektet ved at fremstille og levere celler med disse elektroder til elektrolysetest på AAU. Noon Energy’s motivation for at deltage i projektet, er at få kvantificeret elektrodernes performance, under tryksat drift.

Idé til løsning

Tryksat drift er en væsentlig del af modningsprocessen for elektrolyseteknologierne, da tryksat drift forsimpler og billiggør PtX systemerne. Både AEC og PEM har demonstreret tryksat drift for større anlæg. For SOEC, er tryksat drift kun demonstreret på laboratorieniveau på prækommercielle stakke.

Problemejere

• Haldor Topsøe A/S
• DynElectro

Problemløsere

• Hydrogen Valley
• Noon Energi ApS
• Haldor Topsøe A/S
• DynElectro
• AAU – Aalborg Universitet