Firma ITM-Power oznajmia przełom związany z membraną polimerową w elektrolizerach wodoru
Nowy polimer firmy ITM-Power obniża koszty polimerów membranowych
Elektrolizer wielkości automatu sprzedającego Colę firmy ITM-Power stosowany jako paliwo firmowego Forda Focusa napędzanego wodorem.
Brytyjska firma dokonała przełomu w technologii związanej z elektrolizerem i ogniwami paliwowymi, która oferuje możliwość pokonania jednej z barier cenowych wodoru.
Firma ITM-Power opracowywała nowy polimer przez osiem lat, który w opinii jej dyrektora naczelnego Jim Heathcote’a zmniejsza koszty metra kwadratowego polimeru membranowego z USD 500 na jedynie USD 5. Membrany polimerowe oddzielają wodór od tlenu i przemieniają go w gaz przenoszący energię. W ogniwie paliwowym membrana oddziela protony wodoru od elektronów, które wytwarzają prąd elektryczny.
Membrana jest najdroższym elementem w elektrolizerze – twierdzi Heathcote. Po zbudowaniu elektrolizera przez ITM, którego zadaniem jest przedstawienie technologii membrany, firma jest gotowa do udzielania licencji na swoją opatentowaną technologię membranową producentom elektrolizerów, takim jak Proton Energy Systems, GE lub Norsk Hydro w Norwegii.
Rozmawialiśmy z małymi i dużymi firmami. Te duże nie są tak szybkie jak te małe i przyjdą do nas, gdy będą na to gotowe – dodaje Heathcote.
Zamknij oczy i wyobraź sobie kulkę wełny trzymaną w obu rękach. Weź olbrzymie nożyczki i potnij ją, a następnie znów uformuj w kulkę. To nadal będzie kulka z wełny – dodaje, opisując polimer splecony firmy ITM. Wyjaśnił też, że niestety polimery te mają trwałość jedynie 50 do 100 godzin, po czym końce włókien polimeru zostaną zniszczone przez wodór i tlen.
Tak więc przez całe lata wykorzystywano fluor do tworzenia takich fluoropolimerów, jak Dupont Nafion, lecz tego rodzaju membrana jest bardzo droga, nawet na poziomie USD 500 za kwadratowy element, jak poinformował Heathcote. Firma ITM opracowała sposób pozwalający na zrezygnowanie z fluoru, co umożliwia pozbycie się końcówek włókien; dzięki temu następuje jedynie niewielka degradacja albo wręcz wcale. Membrana ITM nazywana jest „jonowo przewodzącym hydrofilowym polimerem o budowie osieciowanej” i Heathcote twierdzi, że została już opatentowana (poszukiwanie w Internecie wykazało istnienie opatentowanego materiału o podobnej nazwie, lecz o zupełnie innym zastosowaniu).
Należy być niezwykle ostrożnym przy ogłaszaniu takich odkryć. Szereg osób jest w stanie wykonywać tego rodzaju membrany i istnieje ich wiele rodzajów. Problemem jest czas trwania procesu – często całe życie – a rozpoznanie trwa długo – twierdzi John Turner, naukowiec z National Renewable Energy Lab (Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnej). Brzmi to całkiem interesująco, lecz konieczne jest jeszcze dokonanie weryfikacji. Wszyscy musimy być z Missouri. Udowodnijcie mi to.
W USA informacje o tego rodzaju produktach są weryfikowane w testach przeprowadzanych we Florida Solar Energy Center (Ośrodek Energii Słonecznej na Florydzie), twierdzi Turner.
Jeśli chodzi o trwałość membrany, nie może niczego konkretnego powiedzieć.
Nie umiem powiedzieć, jaka jest trwałość, ponieważ nie jesteśmy w stanie rozpoznać mechanizmu uszkodzenia – przekonuje i dodaje, że firma ITM nie stwierdziła żadnej degradacji materiału po 11 500 godzinach testowania. Jego zdaniem, membranę można stosować zarówno w elektrolizerach kwasowych, jak i zasadowych. Ponadto Turner twierdzi, że 11 500 godzin to liczba robiąca wrażenie, lecz wbrew pozorom równa jest jedynie półtorarocznemu użytkowaniu, a elektrolizery powinny mieć wytrzymałość od 8 do 10 lat.
Heathcote znakomicie zdaje sobie sprawę z tego, że musi udowodnić firmom rzeczywiste dokonanie przełomu przez ITM. Właśnie dlatego ITM ma wytwórnię w Sheffield, która ma wytworzyć tysiąc elektrolizerów. Ma ona zademonstrować tę technologię potencjalnym klientom. Firma ITM ogłosiła, że stworzyła mały dom lub małą firmę, która będzie wytwarzać około kilograma wodoru, dzięki któremu Ford Focus o hybrydowym systemie paliwowym może przejechać nieco ponad 40 km.
Nie spodziewamy się, że uwierzą w dokonany przez nas przełom, chyba że sprawdzą to ‘łopatologicznie’. Zaoferujemy im cenę nieco poniżej istniejących elektrolizerów i będziemy nadal obniżać ceny, aż wszystko zostanie sprzedane i w ten sposób dowiedziemy, że nasz produkt jest rentowny – przekonuje. Dokonaliśmy niesamowitej zmiany. Jedna z grup w USA stwierdziła, że przeskoczyliśmy dwie generacje, wyprzedzając resztę świata.
To się jeszcze okaże.
Trudno jest określić, co inni zdziałali i jak blisko są komercjalizacji – twierdzi James Provenziano, współautor książki „The Hydrogen Age” (Era Wodoru).
