FCH JU Novel materials and system designs for low cost, efficient and durable PEM electrolysers (NOVEL)

Prosjektet har som mål å utvikle en effektiv og robust PEM elektrolysør ved å benytte seg av nye, avanserte materialer og designløsnigner. Elektrolysøren skal produsere hydrogen med en effektivitet på minst 75% (LHV) ved nominell effekt og med en stack-ko stnad under 2,500 euro/ Nm3h-1. SINTEF koordinerer prosjektet og har hovedansvar for utvikling av nye katalysatorer. De andre parnerne i prosjektet er: Fraunhofer ISE (Tyskland): Forskningsinstitutt som utvikler nye belegg for bipolare plater og forbed rer utformingen av elektrolysøren CEA Liten (Frankrike): Forskningsinstitutt som har hovedansvar for vurdering av levetid og utvikling av akselererte testprotokoller. AREVA H2GEN (Frankrike): Selskap som bygger elektrolysører for hydrogenproduksjon Johnson Matthey Fuel Cells (Storbritannia): Verdensledende selskap på MEA (membrane electrode assemblies) for brenselceller. Utvikler nye MEA'er for PEM elektrolysører basert på materialene utviklet i prosjektet. Teer Coatings Ltd (St orbritannia): Del av MIBA-konsernet jobber med avanserte belegg baser på PVD-teknologi. PSI (Sveits): Utvikler nye, billigere membrane r med lavere permeabilitet for hydrogen. Prosjektet startet 1. September 2012 og varer til 30. November 2016. Nye katalysatorer for hydrogenutvikling har blitt evaluert og funnet bedre egnet enn dagens industristandard. Nye oksidbaserte katalysatorbærere for oksygenutvikling har blitt produsert og viser forbedret ytelse over tidligere lignende materialer. Nye membraner med høyere ledningsevne og lavere kostnad er implementert i celler og testet i flere hundre timer. De mest lovende innovasjonene i prosjektet som også har vist seg klare for oppskalering og langtidstesting har blitt implementert i to demonstrasjonsenheter som nå gjennomgår omfattende testing hos partnere i Tyskland og Frankrike. Så langt har en av elektrolysørene som har en størrelse på omtrent 5kW blitt testet i om lag 1500 timer og viser gode resultater. Prosjektet er godt i rute og det er ikke tegn til forsinkelser i fremdriften på nåværende tidspunkt. Oppdatert informasjon er tilgjengelig på prosjektets webside: www.novelhydrogen.eu

Water electrolysis based on PEM technology has demonstrated its appliciability to produce hydrogen and oxygen in a clean and safe way. Systems have been demonstrated in a wide range of niche applications with capacities from 1 NI/hr to 30 Nm3/hr. PEM ele ctrolycers offer efficiency, safety and compactness benefits over alkaline electrolysers. However, these benefits have not been fully realised in distributed hydrogen generation principally due to high capital costs. Principal reasons for high capital c osts of present state of the art PEM electrolysers are: - use of expensive materials (noble metals, perfluorinated ion-exchange membranes) - high material usage (e.g. catalyst loading, thickness of bipolar plates) - limited durability of the main componen ts (membrane, electrode, current collectors and bipolar plates) - complex stack design This project will take advantage of the progress beyond the state of the art achieved by the partners involved in the NEXPEL project. In the initial phase of this proj ect, durability studies of electrolyser stacks developed in NEXPEL will be performed. The stacks will be run at different operating conditions (low pressure, constand load, fluctuating load coupled with RES). Invaluable data and post mortem analysis can b e extracted from this demonstration part of NEXPEL and fed into the further development of novel materials for and design of cost competitive, hifg efficiency, small scale PEM electrolysers for home/community use. The functionality of the novel materials will be proved on the laboratory scale with a small elctrolylis stack.