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Forschungsstelle
BFE
Projektnummer
SI/500793
Projekttitel
PALE – Alkalischer Labor-Elektrolyseur für hohen Druck und hohe Temperaturen
Projekttitel Englisch
PALE – Alkaline Electrolyser Test Bench for High Pressure and Temperature

Texte zu diesem Projekt

 DeutschFranzösischItalienischEnglisch
Schlüsselwörter
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Kurzbeschreibung
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URL-Adressen
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Schlussbericht
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Erfasste Texte


KategorieText
Schlüsselwörter
(Deutsch)
Elektrolyseur, alkalisch, Wasserstoff
Schlüsselwörter
(Englisch)
Electrolyser, Hydrogen, Alkaline
Kurzbeschreibung
(Deutsch)
Ein skalierbarer Prototyp-Elektrolyseur soll in einem geeigneten Umfeld, wo erneuerbare Energien wie Photovoltaik oder Windkraft zur Verfügung stehen, getestet werden. Das Projekt ist in drei Teile gegliedert: Die Optimierung der Brennstoffzelle, die Leistungselektronik und die Anlagesteuerung. Das Projekt hat zum Ziel, einen Beitrag zur Kostensenkung bei der Wasserstoffproduktion mit erneuerbaren Energien durch Wasserelektrolyse im Megawattbereich beizusteuern. Die Effizienz des Gesamtsystems soll erhöht und damit die Kosten der Wasserstoffproduktion in den drei Projektteilen gesenkt werden. Das Projekt ist Teil des EU-Projektes ELYGRID.
URL-Adressen
(Englisch)
Schlussbericht
(Deutsch)
In dem P&D Projekt PALE wurde von Nitidor, Italien, nach Vorgaben von Empa eine massgefertigte Pilotanlage für alkalische Elektrolyse bei hohen Temperaturen und Drücken (z.B. 85°C, 30 bar) entwickelt und an der Empa in Betrieb genommen. Dieser Prototyp überbrückt die Kluft zwischen Industrieanwendungen und wissenschaftlichen Laborexperimenten im Bereich alkalischer Elektrolyse. Mithilfe zusätzlicher Analysegeräte können optimierte Zellgestaltungen sowie neu entwickelte Komponenten und Materialien wie Separatoren und Elektroden unter realistischen Bedingungen getestet werden. Der Aufbau einer solchen Pilotanlage stellte sich als technische Herausforderung heraus, da sich die Skalierung auf Laborgrösse bezüglich Druck- und Füllstands-Regelung des Systems als sehr kompliziert herausstellte. Auch wenn einige Probleme bezüglich der Gasanalysen sowie des präzisen Regelns der Prozesstemperatur verbleiben, so ist dieser Pilot-Elektrolyseur doch einzigartig, in der Schweiz und Europa sind keine weiteren Elektrolyseure dieses Prototyps bekannt. Die damit erhobenen Daten können helfen, den technischen Stand der alkalischen Elektrolyse voran zu bringen, insbesondere im Hinblick auf die Speicherung unregelmässig auftretender erneuerbarer Energien. Die Verwendung von Wasserstoff als Energieträger für die Thematik „Power to Gas“ (direkt oder nach Weiterverarbeitung z.B. zu Kohlenwasserstoffen) ist auch im Zusammenhang mit der Senkung CO2 basierter Emissionen und der Schweizer Energiestrategie 2050 von hoher Bedeutung und Wichtigkeit.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
EMPA

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Schlupp,Meike
Burnat,Dariusz
Vogt,Ulrich
Schlussbericht
(Englisch)
In the P&D project PALE, a custom-made pilot alkaline electrolyzer working at high temperature and pressure (e.g. 85°C, 30 bar) was developed at Nitidor, Italy, according to specifications from Empa, where it was also set up. This prototype unit bridges the gap between industrial application and laboratory-scale research on alkaline electrolysis. While simulating realistic conditions, the pilot electrolyzer features additional characterization tools which allow assessing optimized cell designs and newly developed components and materials such as separators and electrodes. Building up such a pilot electrolyzer turned out to be technically challenging, as downscaling complicates the pressure management and leveling routines in the system. Although several issues remain with gas analyses and accurate control of the process temperature, this pilot electrolyzer is the only one available of this kind in Switzerland and Europe. Data collected with this device will help to advance the alkaline electrolysis technology, in particular with respect to storage of intermittent renewable energy sources (power to gas). Application of hydrogen as an energy carrier (directly or after conversion e.g. to hydrocarbons) is also of high importance in the context of reducing CO2 emissions and of the Swiss energy strategy 2050.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
EMPA

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Schlupp,Meike
Burnat,Dariusz
Vogt,Ulrich
Zugehörige Dokumente
Schlussbericht
(Französisch)
Dans le projet P&D PALE, un système pilot pour la production d’hydrogène par électrolyse alcaline à haute température et pression (p.ex. 85°C, 30 bar) a été développé et installé à l’Empa. Cette unité prototype remplie le gap entre l’application industrielle et la recherche au laboratoire. En simulant des conditions réelles, l’électrolyseur pilot met à disposition des outils de caractérisation supplémentaires qui permettent de déterminer la performance d’architecture de cellules optimisées et de composantes et matériaux nouveaux, p.ex. membranes de séparation de gaz et électrodes. La construction d’un tel électrolyseur s’avère d’être un défi technique considérable, puisque la réduction en taille complique la gestion de la pression et les routines qui contrôlent le niveau de remplissage dans le système. Bien que plusieurs difficultés associées avec l’analyse des gaz et avec le contrôle de température restent non-résolues, cet électrolyseur pilot reste le seul instrument de ce type en Suisse et en Europe. Des données acquises avec ce système aideront à avancer la technologie d’électrolyse alcaline, en particulier en vue de stockage d’énergies renouvelables intermittentes. L’utilisation d’hydrogène comme porteur d’énergie (soit avant, soit après conversion p.ex. en hydrocarbure) est aussi d’importance majeure dans le contexte de réduction de l’émission de CO2 et de la stratégie énergétique Suisse 2050.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
EMPA

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Schlupp,Meike
Burnat,Dariusz
Vogt,Ulrich