Low cost, high efficiency PEM electrolyser stack

En av de store utfordringene knyttet til grønt hydrogen produsert ved elektrolyse av vann er investeringskostnaden (CAPEX), som fører til et høyt prisnivå for grønt hydrogen sammenliknet med hydrogen produsert ved bruk av ikke-fornybare, karbonbaserte energikilder. For at grønt hydrogen skal være konkurransedyktig, er det dermed avgjørende å oppnå en betydelig reduksjon i CAPEX. Gjennom HYSTACK-II skal CAPEX reduseres med 50% for Hystars verdensledende elektrolysører, uten tap av effektivitet. Et av de største bidragene til den totale kostnaden for en elektrolysør kommer fra bruken av dyre og sjeldne edle metaller, som iridium og titan. CAPEX-reduksjonen skal oppnås gjennom teknikker for bedre utnyttelse, eller erstatning med alternative materialer. Erstatning av flere komponenter i elektrolysøren med rimeligere og mer bærekraftige alternativer, som bipolare plater i rustfritt stål, og hydrokarbon-baserte membraner fri for fluor, skal undersøkes. I Net Zero Emissions by 2050-scenarioet er det skissert en produksjonskapasitet på 170 GW/år i 2030. Ettersom dagens planlagte kapasitet ikke dekker dette, er det videre viktig å sikre at teknologien som utvikles i HYSTACK-II er skalerbar opp til industriell skala. Hystars teknologi er utviklet og designet spesielt med tanke på masseproduksjon, og i HYSTACK-II er det lagt vekt på å undersøke hvordan de innførte endringene påvirker effektivitet, sikkerhet og skalerbarhet, samt potensiale for integrasjon i Hystars egen GW-produksjonslinje, som skal være operasjonell fra 2026.

Hystar’s patented PEM electrolyser stack technology, realised in the previous HYSTACK IPN project has resulted in great product value proposition: • World’s most efficient PEM electrolyser, safest system design, and mass-produced stacks • Easily customizable plant sizes due to modular product offerings (stacks or stack modules) • Competitive price due to higher current densities and lower materials costs. Hystar stacks still have a huge potential for further minimisation of the use of raw materials impacting the overall cost of the stack. Based on preliminary results, from own experimental activities, research partners, component suppliers, and literature it is estimated that a further 50% stack CAPEX reduction is achievable by: • Reduction of Ir loading with optimal catalyst layer utilization • Replacing PGM coated Ti based BPP with non-PGM coated stainless steel BPP • Replacing current PFSA-based membranes with HC-membranes However, it is already foreseen that considerable R&D effort is required to determine and better understand the effect of these new materials on the lifetime and performance of Hystar PEM electrolysers. SINTEF’s Norwegian Fuel cell and Hydrogen Centre and Hystar’s Innovation Centre, which combined are by far the most advanced and complete PEM electrolyser testing facilities in the Nordic countries will be utilised during the project.