Concept inovativ de compresor electrochimic de hidrogen cu membrana schimbatoare de protoni – HyPEM-EHC

Sumar

Proiectul HyPEM-EHC reuneste expertiza complementara a Institutul National de R&D pentru Tehnologii Criogenice si Izotopice si a Universitatii Politehnica din Bucuresti pentru a accelera eforturile de R&D ale Romaniei in economia hidrogenului, indentificata de Planul Strategic European privind Tehnologiile Energetice ca fiind o problema cheie in ceea ce priveste consumul si securitatea energetica, precum si reducerea emisiilor de gaze cu efect de sera.

Obiectivul general al proiectului HyPEM-EHC este de a dezvolta si demonstra functionalitatea la scara de laborator (TRL 4) unui compressor electrochimic de hifrogen (EHC) fara parti mobile si cu functionare silentioasa, difuzie inversa redusă a hidrogenului gazos și rezistență îmbunătățită, cost scazut, eficiență ridicata și durabilitate imbunătățită.

Echipa

Project Leader :

Coordonator (CO) : Institutul Național de Cercetare și Dezvoltare pentru Tehnologii Criogenice și  Izotopice – ICSI Rm. Vâlcea; Departamet ICSI ENERGY.

Director de proiect : Dr.fiz. Daniela Ion-Ebrasu, https://orcid.org/0000-0002-1396-9801

Partener : Universitatii Politehnica din Bucuresti, Facultatea de Chimie Aplicata si Stiinta Materialelor.

Responsabil de proiect : Dr. Bogdan Stefan Vasile, https://orcid.org/0000-0002-2267-6453

Scopul și obiectivele proiectului

Obiectivul general al proiectului HyPEM-EHC este de a dezvolta si demonstra functionalitatea la scara de laborator (TRL 4) unui compressor electrochimic de hifrogen (EHC) fara parti mobile si cu functionare silentioasa, difuzie inversa redusă a hidrogenului gazos și rezistență îmbunătățită, cost scazut, eficiență ridicata și durabilitate imbunătățită. Obiectivele proiectului sunt: (i) sinteza de membrane polimere conductoare de protoni ranforsate cu grafena (GrPEM) cu conductivitate protonica > 115 mS cm^-1 la temperaturi intre 5°C – 30°C, stabilitate mecanica si difuzie inversa redusă a hidrogenului; (ii) dezvoltarea de electrozi inovativi cu porozitate și grosime controlate pentru reactia de oxidare (HOR) si reducere (HER) a hidrogenului formată din matricea tridimensională de grafena poroasa crescută prin CVD si functionalizata/dopată ex situ și in situ cu azot/bor si metale platinice; (iii) realizarea unui ansamblu membrana-electrod inovativ cu numar scazut de componente obtinut prin asamblarea membranelor GrPEM si electrozilor cu cele mai buni parametrii fuctionali. Se va tine cont ca in timpul asamblarii, presiunea aplicata sa nu afecteze porositatea electrozilor; (iv) proiectarea si realizarea unui compresor unicelular cu suprafata activa 25cm2 capabil sa produca hidrogen la presiuni > 150 bar, la o tensiune continua aplicata ≤ 0.250 V/celula si densitate de current ≥1000 mA/cm².

Rezultate estimate

• Grafena dopata in-situ cu azot/bor prin metoda cresterii prin depunere chimica din faza de vapori (CVD).
• Membrane compozite ) cu conductivitate protonica > 115 mS cm^-1 la temperaturi intre 5°C – 30°C.
• Electrozi de tip grafena poroasa dopata azot, bor si platina.
• Ansamblu membrana-electrod inovativ cu numar scazut de componente
• compresor unicelular cu suprafata activa 25cm2 capabil sa produca hidrogen la presiuni > 150 bar, la o tensiune continua aplicata ≤ 0.250 V/celula si densitate de current ≥1000 mA/cm².

Rezultate

Rezumat Etapa 1
Rezumat Etapa 2
Rezumat Etapa 3

Buget

Buget total: 598.795 RON