Na Politechnice Warszawskiej powstaje ko-elektrolizer wysokotemperaturowy do syntezy paliw sztucznych. Pierwsze takie urządzenie w Polsce

Politechnika Warszawska poinformowała na swojej stronie, że zespół naukowców z Wydziału Mechanicznego Energetyki i Lotnictwa od lat pracuje nad ogniwami paliwowymi ze stopionym węglanem (MCFC, z ang. Molten Carbonate Fuel Cell).

Kontynuujemy prace rozpoczęte przez światowe koncerny jak Ansaldo Fuel Cell czy ośrodki naukowe jak Hanbat University, znacznie jednak poprawiając procesy produkcji ogniw i konstrukcji stosów, dzięki temu nie jesteśmy od nikogo zależni - podkreśla doktorant mgr inż. Aliaksandr Martsinchyk.

Naukowcy potrafią wytwarzać ogniwa, utylizować je do ponownego wykorzystania i masowo produkować ogniwa metodami drukarskimi. Doskonalą również ich strukturę.

Badacze zaczęli od jednego ogniwa, a obecnie pracują nad stosem ogniw paliwowych połączonych szeregowo – w projekcie COYOTE, którego liderem jest dr inż. Arkadiusz Szczęśniak.

Naukowiec przypomina, że ramach projektu „TENNESSEE”, realizowanego ze spółką Tauron, zespół z PW zbudował urządzenie dla elektrowni w Łaziskach Górnych. Wykorzystał w nim ogniwa do wychwytu CO2 ze spalin, co pozwoliło na poprawę parametrów pracy instalacji power-to-gas.

Kiedy opracowaliśmy węglanowe ogniwa paliwowe w skali przedkomercyjnej, stwierdziliśmy, że kolejnym zastosowaniem dla naszej technologii może być synteza paliw bezpośrednio z wody, CO2 i energii elektrycznej. Dotychczas pracowaliśmy z ogniwami, w przypadku których dostarczaliśmy wodór i produkowaliśmy energię elektryczną. Chcieliśmy zbadać, czy to samo ogniwo, po pewnych modyfikacjach, może pracować w drugą stronę, czyli my dostarczamy parę wodną oraz CO2 i otrzymujemy paliwo - mówi dr inż. Arkadiusz Szczęśniak, cytowany na stronie uczelni.

Naukowcy potwierdzili takie działanie i postanowili powtórzyć to rozwiązanie, ale już nie w skali pojedynczego ogniwa, tylko tworząc stos ogniw połączonych szeregowo.

Na modelach, poprzez symulacje naukowcy zbadają, jak wspomniany stos ogniw będzie się zachowywał. Następnie skonstruują wszystkie elementy zewnętrzne, potem dołożą te aktywne i przeprowadzą testy. Ostatnim etapem będzie przygotowanie dokumentacji, jak to zrobić w większej skali.

Mamy zmagazynowany, odseparowany CO2 i parę wodną. Taką mieszankę wtłaczamy do ko-elektrolizera, który zasilamy prądem elektrycznym ze źródła odnawialnego (np. energii słonecznej), co powoduje konwersję wody do wodoru i CO2 do tlenku węgla, co można dalej zastosować w reakcjach syntezy paliw - tłumaczy członek zespołu mgr inż. Aliaksandr Martsinchyk.

Realizowana przez niego koncepcja, o akronimie Hyflow, zajęła trzecie miejsce w organizowanym na PW Tech-Athonie.

Koelektroliza jest pierwszym etapem syntezy paliw; kolejny to skierowanie wytworzonego gazu do reaktora Fishera-Tropscha.

Budowany przez nas ko-elektrolizer MCE to urządzenie podstawowe. Hyflow to kolejny krok - precyzuje dr inż. Arkadiusz Szczęśniak.

Wspomniane urządzenie jest pierwszym tego typu, które zostanie opracowane na terenie naszego kraju. Technologia pomoże na produkowanie paliwa w sposób zeroemisyjny i może mieć duże znaczenie w kontekście unijnego zakazu sprzedaży samochodów spalinowych po 2035 roku.

Projekt COYOTE jest realizowany od czerwca 2023 r. i potrwa trzy lata. Nad urządzeniem pracują również: mgr inż. Aliaksandr Martsinchyk, mgr inż. Olaf Dybiński, mgr inż. Pavel Shuhayeu, prof. dr hab. inż. Jarosław Milewski, dr inż. Jakub Skibiński oraz dr inż. Kamil Futyma. Dr inż. Szcześniak otrzyma wsparcie z programu LIDER 13 Narodowego Centrum Badań i Rozwoju.

Naukowcy szukają także innych rozwiązań, które mogą zoptymalizować działanie urządzenia. W konkursie „YOUNG PW” realizowanym w ramach programu IDUB otrzymali trzy granty na projekty związane z ogniwami. Jeden dotyczy takiego samego urządzenia, co ko-elektrolizer, tylko działającego pod ciśnieniem. W innym projekcie mgr inż. Olaf Dybiński wykazał możliwość zastosowania biopaliw płynnych opartych na alkoholach do zasilana ogniwa paliwowego MCFC. Takie rozwiązanie zapewnia bardzo dużą gęstość energii.

Źródło: PAP / Warszawa Naszemiasto