Forskningsgennembrud: Power-to-X kan trække på færre kritiske råstoffer

Inden for Power-to-X er Proton Exchange Membrane-elektrolyse (PEM) særlig effektiv og fleksibel til at omdanne elektricitet fra sol og vind til fx brint. Men elektrolysens anvendelse er begrænset, fordi den bruger sjældne og dyre råmaterialer som iridium i processen.

– PEM-elektrolyse gør det muligt at opnå et større udbytte fra vedvarende energikilder ved at forbedre effektiviteten i brintproduktionen. Processen har en høj ydeevne ved både store og små skalaer og kan levere højtrykshydrogen direkte. Vi har udviklet en katalyse, der kan mere end halvere mængden af iridium og dermed sænke omkostningerne. Performance er så god, at vi forventer en yderligere besparelse i fremtiden, siger Christian Kallesøe, centerchef på Teknologisk Institut.

Færre omkostninger og mindre ressourceforbrug
Milepælen er et resultat af det europæiske forskningsprojekt RECYCALYSE, som Teknologisk Institut stod i spidsen for. Projektet er netop afsluttet, og partnerne er også nået i mål med at udvikle og producere mere miljøvenlige katalysematerialer til PEM-elektrolyse, specifikt til processen med iltudvikling. Det er nemlig den mindst effektive proces i PEM-elektrolysen.

– Ud over at reducere iridiumforbruget har vi udviklet processer, der gør det muligt at genanvende alle de kritiske råmaterialer i PEM-elektrolysecellerne. Ved siden af de dyre katalysematerialer består systemet af titaniumplader og andre værdifulde elementer. Med de nye processer kan vi bruge færre materialer, minimere omkostningerne og udlede mindre CO₂ under produktionen, siger Christian Kallesøe.

Reducerer materialeimporten i EU
RECYCALYSE bidrager dermed også til at reducere eller undgå afhængigheden af materialeimport i EU. Det sker ved både at genanvende elementerne i nye katalysematerialer – og dermed bidrage til en cirkulær økonomi – og ved at reducere andelen af kritiske råstoffer i katalysematerialerne, der skal importeres uden for EU.

– PEM-elektrolysen kan nu anvendes som effektiv metode til at lagre energi med mindre CO₂-udledning. Resultaterne gør ikke kun PEM-elektrolyse mere omkostningseffektiv, men også mere bæredygtig. Det styrker samtidig EU’s tekniske og økonomiske konkurrenceevne inden for energilagringsproduktion, siger Christian Kallesøe.

Barrierer for at bringe teknologien i anvendelse
Produktperformance, pris, effektivitet og genanvendelighed af materialer er nogle af de største udfordringer inden for elektrolyse til Power-to-X. Derfor er udviklingen af den nye katalyse særligt relevant.

– RECYCALYSE har bragt os et skridt nærmere målet om at reducere CO2-aftryk og genanvende materialer fra Power-to-X-processer. Samtidig har vi gjort processerne mere konkurrencedygtige og nemmere at opskalere. Det er afgørende for at få Power-to-X-teknologierne ud i industriel anvendelse, siger John Lindegård Kjær, markedschef for Power-to-X hos Teknologisk Institut.

Baggrundsinfo:
Med Teknologisk Institut i spidsen bestod RECYCALYSE af et samarbejde mellem Fraunhofer ICT, Sustainable Innovations, TWI, Blue World Technologies, Technische Universität Bergakademie Freiberg (Institute for Nonferrous Metallurgy and Purest Materials), Universität Bern, Prüfrex Innovative Power Products GmbH, HyCentA Research GmbH, and Accurec Recycling GmbH. Projektet blev støttet med 5,5 millioner € fra den Europæiske Unions Horizon 2020 forsknings- og innovationsprogram under tilskudsaftalenummer 861960.