Rewolucja w zielonej energii? Neo Bio Energy i HydrogenTech testują możliwości zasilania stosów ogniw paliwowych SOFC biogazem składowiskowym

Neo Bio Energy, jeden z polskich liderów rozwoju zielonych technologii, połączył siły z firmą HydrogenTech, produkującą stałotlenkowe ogniwa SOFC w technologii DFC (double sided fuel cell), aby zbadać potencjał wykorzystania gazu składowiskowego w niskoemisyjnej, wysokosprawnej produkcji energii elektrycznej. Testy przeprowadzono w laboratorium terenowym zlokalizowanym na terenie elektrowni biogazowej zasilanej gazem pozyskiwanym ze składowiska odpadów w Jastrzębiu-Zdroju. Do testów wykorzystano generatory zbudowane z innowacyjnych w skali świata dwustronnych ogniw paliwowych rozwijanych przez HydrogenTech.

Innowacyjne podejście do produkcji energii

Neo Bio Energy jest największym w Polsce podmiotem gospodarującym biogazem powstającym na terenach składowisk odpadów. Obecnie zarządza 30 instalacjami w kraju, w których wytwarzana jest energia elektryczna z odnawialnego źródła energii, jakim jest gaz składowiskowy. Firma, poszukując alternatywy dla silników spalania wewnętrznego, zainicjowała współpracę z krajowym producentem ogniw paliwowych. Widząc potencjał w tej niszowej technologii na polskim rynku, Neo Bio Energy jako jego lider i kreator działań prośrodowiskowych, podjęło wyzwanie sprawdzenia stałotlenkowych ogniw SOFC w wymagających warunkach pracy, tj. zasilania ich biogazem składowiskowym.

Obiecujące wyniki testów

 Mieszanina (głównie) metanu (CH₄) oraz dwutlenku węgla (CO₂), jaką jest gaz składowiskowy, powstaje samorzutnie w wyniku rozkładu odpadów organicznych. Ponieważ metan ma znacznie silniejszy efekt cieplarniany niż dwutlenek węgla, konieczne jest jego wychwytywanie i przetwarzanie. Odpowiednie technologie umożliwiają przekształcenie go w wartościowy surowiec energetyczny.

Ogniwa SOFC DFC, dzięki pracy w wysokiej temperaturze rzędu 650-750°C i aktywności katalitycznej niklu zawartego w anodzie ogniwa, mogą przekształcać gaz składowiskowy na energię elektryczną w procesie elektrochemicznego utleniania paliwa. Unikalna konstrukcja umożliwia też uproszczenie systemu i prowadzenie reformingu metanu wewnątrz ogniw.

Gaz składowiskowy – wykorzystywany w biogazowniach Neo Bio Energy – jest wstępnie oczyszczany na potrzeby spalania w silnikach gazowych, które w połączeniu z generatorami produkują energię elektryczną. Testy przeprowadzone we współpracy z HydrogenTech wykazały, że obecny stopień oczyszczania gazu jest wystarczający, żeby z powodzeniem zasilać nim ogniwa SOFC DFC i produkować niskoemisyjną energię elektryczną. Wstępne wyniki testów są obiecujące i pokazują, że sprawność ogniw zasilanych gazem składowiskowym nie odbiega znacznie od tych zasilanych wodorem, co otwiera pole do dalszego rozwoju i optymalizacji technologii w tym zastosowaniu.

Rozwiązania przyszłości

 Zasada działania ogniw paliwowych opiera się na bezpośredniej zamianie energii chemicznej paliwa na energię elektryczną i ciepło. W ogniwach paliwowych gaz bogaty w metan, w połączeniu z parą wodną, ulega reformingowi z wytworzeniem wodoru. Ten zostaje przekształcony w energię elektryczną z pominięciem etapu spalania w silnikach, co zmniejsza emisję szkodliwych substancji oraz znacznie redukuje emisję CO₂ w porównaniu z tradycyjnymi technologiami.

Stałotlenkowe ogniwa paliwowe są jednym z najbardziej obiecujących rozwiązań w dziedzinie odnawialnych źródeł energii. Charakteryzują się najwyższą sprawnością elektryczną spośród wszystkich typów ogniw, a modele produkowane w HydrogenTech są unikalnym i opatentowanym w wielu krajach wynalazkiem. W porównaniu do standardowych ogniw planarnych pozwalają na podwojenie powierzchni aktywnej w obrębie jednego suportu anodowego oraz rezygnację z połączeń międzysystemowych. Dzięki dostarczaniu paliwa bezpośrednio do kanałów wykonanych w suporcie anodowym, ta technologia jest idealna do wykorzystania paliw węglowodorowych z zastosowaniem reformingu wewnętrznego. Dostarczane do ogniwa paliwo, zmieszane z parą wodną, ulega reformingowi termicznemu bezpośrednio na ogniwie, bez konieczności zastosowania dodatkowego reformera w systemie.