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SINTEF – 新しいプロジェクトでは、重要な原材料の使用を削減することで、水素製造プロセスのコスト効率と持続可能性を高めています。

新しいプロジェクトでは、重要な原材料の使用を削減することで、水素製造プロセスのコスト効率と持続可能性を高めています。

グリーン水素は化石燃料に代わる有望な代替品であり、重要な産業部門の脱炭素化を可能にします。 輸送部門で使用するために電力に変換したり、金属生産の原料として使用したり、セメントを製造する際に使用する熱を発生させるために燃焼させることもできます。

しかし、グリーン水素の製造における課題の 1 つは、プロセスに必要な材料が高価で、入手が難しいことです。 それらの多くは重要原材料 (CRM) に指定されているか、環境に悪影響を及ぼします。 さらに、多額の投資と電力コストにより、生産コストが法外に高価になります。

クリーン エネルギー移行パートナーシップを通じて資金提供された新しいプロジェクトは、グリーン水素を効率的に生産するための新技術を開発および実証することで、この問題の解決を目指します。

– このイノベーションはグリーン水素技術の利用拡大に直接貢献し、欧州の排出削減目標の達成を支援し、グリーン水素に関する欧州の専門知識を強化すると、SINTEFの研究者パトリック・フォーティン氏は述べています。

グリーン水素は、水の電気分解と呼ばれる技術を使用して生成されます。 このプロセスでは、再生可能電力を使用して水分子を水素と酸素ガスに分解します。 使用されている電解には、アルカリ電解と PEM (陽子交換膜) の 2 つの主なタイプがあります。

アルカリ技術はノルウェーでほぼ 100 年にわたって運用されており (出典: nelhydrogen.com)、SINTEF のスピンオフ企業である Hystar は、PEM 電解槽の製造を予定しているノルウェー企業の一例です。

現在、グリーン水素製造に向けた最も有望な手段は「固体高分子交換膜水電気分解（PEMWE）」です。 従来のアルカリ電解と比較して、PEM 電解装置は高性能であり、電源の急速な変化に対応できるため、再生可能エネルギー源との組み合わせに最適です。

しかし、PEMWE の大きな欠点は、安全な方法で高品質のガスを生成しながら過酷な動作環境を克服するために、高価で希少な材料が必要であることです。

パトリック・フォーティン、 言った：

今日の商用 PEMWE システムはすべて、電解槽の高コストにつながる材料に依存しており、重要な原材料、または持続可能性/環境に懸念のある材料として認識されています。

これらの材料は、貴金属触媒と保護コーティング、チタンベースのバイポーラプレート、過フッ素化スルホン酸 (PFSA) ベースの膜である、とパトリック・フォーティン氏は語ります。

このプロジェクトの電解槽スタックでは、重要な原材料であるチタンがステンレス鋼に置き換えられ、イリジウムの添加量が 50% 減少します。 さらに、フッ素化膜を置き換えることで持続可能性が向上し、より環境に優しい水素製造をコストを大幅に削減できます。

「プロジェクトの主な目標は、現在の PEM 電解槽システムと比較して、性能が向上し、コストが削減され、持続可能性が向上した陽子交換膜 (PEM) 電解槽スタックを開発および実証することです」とフォーティン氏は述べています。

このイノベーションは、プロジェクトの業界パートナーの支援を受けてスケールアップする前に、最初は実験室規模でテストされます。

グリーン水素をさらにグリーンに、2023 年 8 月 13 日