Brint - Elektrolyse i Danmark - Energinet.dk
Brint - Elektrolyse i Danmark - Energinet.dk
Brint - Elektrolyse i Danmark - Energinet.dk
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
6.3 Solid Oxide Electrolysator Cell (SOEC)<br />
Der er stor interesse fra såvel dansk som europæisk industri i<br />
denne teknologi, der endnu kun er demonstreret på laboratorieniveau.<br />
Den franske energivirksomhed Areva støtter aktivt<br />
forskning inden for elektrolyse på Risø DTU. Fra dansk side er<br />
Topsoe Fuel Cell A/S og DONG Energy aktive, og forskningen støttes<br />
aktivt af EU, ForskEL og Det Strategiske Forskningsråd. I 2009<br />
er den offentlig støttede F&U-indsats på Risø DTU ca. 10 mandår.<br />
Der er imidlertid behov for en betydelig F&U-indsats, før teknologiens<br />
potentiale kan udnyttes fuldt ud. Specielt er det væsentligt<br />
at forbedre elektrodernes holdbarhed. Følgende er vigtige<br />
indsatsområder:<br />
❚ Præcis identifikation af degraderingsmekanismerne i cellen<br />
❚ Udvikling af celler og celle-stakke med høj holdbarhed<br />
❚ Yderligere undersøgelse af potentialet gennem celle- og staktest<br />
❚ Udvikling af celler og stakke, der tåler tryksat drift, samt konstruktion<br />
af faciliteter til tryksatte celle- og staktest<br />
Tabel 6.3 Sammenfatning af mål og indsatsområder for SOEC-indsatsen<br />
Forskning & udvikling:<br />
Vanddampelektrolyse<br />
❚ Konstruktion af prototype-elektrolysesystemer og demonstration<br />
af disse<br />
❚ Yderligere teknisk og økonomisk modellering bør udføres parallelt<br />
med det eksperimentelle arbejde.<br />
De største udfordringer for teknologien forventes at ligge i udviklingen<br />
af celler/stakke med lang levetid, der endvidere er<br />
robuste og pålidelige. Den høje driftstemperatur stiller krav til<br />
stabiliteten af de materialer, der indgår i celler og stakke såvel<br />
som i systemets hjælpekomponenter, og anvendelsen af keramiske<br />
konstruktionsmaterialer, der er mekanisk sprøde af karakter,<br />
stiller store krav til stak- og moduldesign samt til udvikling af<br />
fremstillingsmetoder med god proceskontrol, så fejlraten kan<br />
minimeres. Teknologien er beskrevet i detaljer i ForskEL-udredningsrapporten<br />
”Pre-Investigation of Water Electrolysis”, og en<br />
række artikler12) .<br />
2009-2010 2011-2013 2014-2018<br />
Elektroder / Celler<br />
- 1,25 A/cm 2<br />
1,3 V<br />
5 atm<br />
850 °C<br />
Degradering: 2%/1000 timer<br />
El-EffektivitetHHV: 114%<br />
El-EffektivitetLHV: 98%<br />
Energi-EffektivitetHHV: 97%<br />
Energi-EffektivitetLHV: 83%<br />
Co-elektrolyse (50 % H2O+50 % CO2): Demonstration:<br />
Elektroder / Celler<br />
- 1,25 A/cm 2<br />
1,4 V<br />
5 atm<br />
850 °C<br />
Degradering: 2 %/1000 timer<br />
El-Effektivitet HHV: 105%<br />
El-Effektivitet LHV: 97%<br />
Energi-Effektivitet HHV: 98%<br />
Energi-Effektivitet LHV: 90%<br />
Stak (1 kW)<br />
- 0.5 A/cm 2<br />
1,4 V<br />
1 atm<br />
850 ºC<br />
Degradering: 2 %/1000 timer<br />
Elektroder / Celler / Stak<br />
- 1,5 A/cm 2<br />
1,3 V<br />
25 atm<br />
850 °C<br />
Degradering: 1%/1000 timer<br />
El-EffektivitetHHV: 114%<br />
El-EffektivitetLHV: 98%<br />
Energi-EffektivitetHHV: 97%<br />
Energi-EffektivitetLHV: 83%<br />
(50 % H2O+50% CO2): Elektroder/Celler / Stak<br />
- 1.5 A/cm 2<br />
1,4 V<br />
25 atm<br />
850 °C<br />
Degradering: 1 %/1000 timer<br />
El-Effektivitet HHV: 105%<br />
El-Effektivitet LHV: 97%<br />
Energi-Effektivitet HHV: 98%<br />
Energi-Effektivitet LHV: 90%<br />
Stak (10 kW)<br />
- 1 A/cm 2<br />
1,4 V<br />
5 atm<br />
850 ºC<br />
Degradering: 2 %/1000 timer<br />
Celler / Stak<br />
- 4 A/cm 2<br />
1,3 V<br />
50 atm<br />
850 °C<br />
Degradering: 0.5 %/1000 timer<br />
El-EffektivitetHHV: 114%<br />
El-EffektivitetLHV: 98%<br />
Energi-EffektivitetHHV: 97%<br />
Energi-EffektivitetLHV: 83%<br />
(50 % H2O+50 % CO2): Celler / Stak / Modul<br />
- 4 A/cm 2<br />
1,4 V<br />
50 atm<br />
850 °C<br />
Degradering: 0,5 %/1000 timer<br />
El-Effektivitet HHV: 105%<br />
El-Effektivitet LHV: 97%<br />
Energi-Effektivitet HHV: 98%<br />
Energi-Effektivitet LHV: 90%<br />
Stak (100 kW)<br />
- 3 A/cm 2<br />
1,4 V<br />
25 atm<br />
850 ºC<br />
Degradering: 1 %/1000 timer<br />
12) Jensen, S.H., Larsen. P.H., Mogensen, M., “Hydrogen and synthetic fuel production from renewable energy sources”, Int. J. Hydrogen Energy, 32, p. 3253-3257<br />
(2007); og 2) A. Hauch, S. D. Ebbesen, S. H. Jensen, M. Mogensen, “Highly efficient high temperature electrolysis” Journal of Materials Chemistry, 18 (2008)<br />
2331-2340.<br />
<strong>Elektrolyse</strong>strategi 21