Research project

Vihreän vedyn tuotanto - veden alkalielektrolyysin kenno- ja valmistustekniikan osaamisen kehittäminen

14715

14715

14715


Project Details

Start date: 01/09/2021

End date: 31/08/2023


Funder

Other Finnish


Abstract

Käynnissä oleva globaali energiamurros ja tavoitteet kasvihuonekaasupäästöjen nollaamiseen vaativat
energiajärjestelmän uudistamista ja uudenlaisia energiateknologioita. Uudessa energiajärjestelmässä tuotanto pohjautuu pääosin edulliseen tuuli- ja aurinkosähköön sekä energian käytön sähköistämiseen. Raskasta liikennettä, kemikaaliteollisuutta ja energian kausivarastointia ei voida täysin sähköistää, mutta uusiutuvalla energialla voidaan valmistaa polttoaineita, muovin raaka-aineita ja lannoitteita. Valmistuksessa tarvitaan vetyä, joka tuotetaan sähköllä vedestä. Vihreän, eli uusiutuvalla energialla tuotettavan vedyn ja sen valmistamiseen käytettävien tuotantolaitosten markkinat ovat maailmanlaajuisesti kovassa kasvussa. Kysyntää on kaikille tuotannossa käytettäville elektrolyysitekniikoille, mutta tässä tutkimuksessa keskitytään veden alkalielektrolyysiin, joka on yleisimmin käytetty ja tekniikaltaan yksinkertaisin vedyn kaupallinen tuotantomuoto. Elektrolyysikennon suunnittelun haasteena on sähkökemiallisen, mekaanisen, virtaus- ja valmistusteknisen optimoinnin yhteensovittaminen. Suomessa on elektrolyyserisuunnittelun tutkimusosaamista sekä yrityksiä, joilla on valmiudet valmistaa elektrolyysereitä ja niiden
osaprosesseja. Vallitsevaan ja erityisesti tulevaan valtavaan kysyntään vastaaminen on suomalaisille iso
mahdollisuus, mutta vaatii suunnittelu- ja rakentamisosaamisen kehittämistä.


Tässä hankkeessa tutkitaan vedyn tuotantoon käytettävän alkalielektrolyyserin kenno- ja valmistustekniikkaa.
Hankkeessa suunnitellaan alkalielektrolyyserikennosto, joka on selvästi nykyisin markkinoilla olevia kennostoja energiatehokkaampi. Suunniteltu kennosto rakennetaan rinnakkaisprojektissa. Tavoitteen saavuttamiseksi kehitetään kennon sähkökemiallista, mekaanista ja valmistusteknistä suunnittelua normaalilämpötilassa. Lisäksi tutkitaan komponenttien kustannustehokasta valmistusta tavoitteena valmistusprosessin automatisointi. Lisäksi tutkitaan korotetussa lämpötilassa toimivan alkalielektrolyyserin materiaali- ja kalvotekniikkaan sekä sähkökemialliseen suunnitteluun liittyviä haasteita. Korotettu lämpötila pienentäisi sähköenergian tarvetta ja häviöitä sekä helpottaisi hukkalämmön hyödyntämistä.

Ohjausryhmään kutsutut yritykset edustavat toimijoita eri teollisuudenaloilta (sähkö-, kemian- ja metalliteollisuus).


Hankkeen konkreettisina tuloksina saadaan:
- Normaalilämpötilassa toimivan alkalielektrolyyserin kennon suunnittelu- ja rakentamisosaaminen sisältäen osaamisen sarjatuotantovalmistamiseen. Suunnitelma normaalilämpötilassa toimivasta kennostosta.
- Korotetussa lämpötilassa toimivan alkalielektrolyyserin kennon suunnitteluosaaminen.
- Rinnakkaishankkeena toteutettuna normaalilämpötilassa toimiva laboratoriomittakaavan kennosto, jolla todennetaan saavutettu ominaisenergiankulutus.


Hankkeen tuloksilla on merkittävä vaikutus osaamisen lisääntymiseen suomalaisissa yrityksissä ja yliopistossa. Hankkeen tuloksena saatu osaaminen mahdollistaa elektrolyyserikennojen tai niiden komponenttien tuotannon aloittamisen olemassa olevissa yrityksissä sekä uusien yritysten perustamisen.



Last updated on 2021-07-12 at 14:41