Προβολή πληροφοριών έργου
| Επιστροφή | |
|---|---|
| Κωδικός | 5713 |
| Τίτλος Έργου | Ανάπτυξη και επίδειξη ολοκληρωμένης διεργασίας για τη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από κυψέλες καυσίμου με ενδιάμεση παραγωγή Η2 μέσω αναμόρφωσης του LPG με ατμό. (LPGSR) |
| MIS | 5030190 |
| Επιστ. Υπεύθυνος | Τσιακάρας Παναγιώτης |
| Προϋπ/σμός | 150.134,01 € |
| Τμήμα | Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών |
| Φορέας Χρημ/σης | ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΚΑΙ ΕΠΕΝΔΥΣΕΩΝ-ΓΕΝΙΚΗ ΓΡΑΜΜΑΤΕΙΑ ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΚΑΙΝΟΤΟΜΙΑΣ-ΕΥΔΕ ΕΤΑΚ |
| Αρχή | 2018-06-04 |
| Τέλος | 2023-03-31 |
| Περιγραφή | Η χρήση του υδρογόνου (H2), σε συνδυασμό με τις κυψέλες καυσίμου, αποτελεί μία φιλική προς το περιβάλλον μέθοδο για τη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, τόσο για κινητές όσο και σταθερές εφαρμογές. Το Η2 αποτελεί το καύσιμο των κυψελών καυσίμου και μπορεί να παραχθεί μέσω αναμόρφωσης με ατμό διαφόρων ενώσεων όπως του φυσικού αερίου, της αιθανόλης, της μεθανόλης, του υγροποιημένου αερίου πετρελαίου (Liquefied Petroleum Gas, LPG), της βενζίνης και διαφόρων παραγώγων του πετρελαίου. Μεταξύ των ενώσεων αυτών, το LPG παρουσιάζει ενδιαφέρον για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, με ενδιάμεση παραγωγή Η2, κυρίως σε απομακρυσμένες περιοχές που αντιμετωπίζουν δυσκολίες με τα υπάρχοντα ηλεκτρικά δίκτυα. Το LPG αποτελεί μίγμα υδρογονανθράκων, κυρίως προπανίου (C3H8) και βουτανίου (C4H10), σε συστάσεις που ποικίλουν ανάλογα με τη πηγή προέλευσης του. Εκτός από Η2 και μονοξείδιο του άνθρακα (CO), το LPG μπορεί να μετατραπεί σε μεθάνιο (CH4), αιθάνιο (C2H6) και αιθυλένιο (C2H4), μέσω της αντίδρασης μεθανοποίησης του CO και των αντιδράσεων διάσπασης των C3H8 και C4H10, αντίστοιχα. Το βασικό πρόβλημα της αντίδρασης αναμόρφωσης του LPG με ατμό είναι η εναπόθεση άνθρακα, λόγω διάσπασης των C2H6, C2H4 και CH4, η οποία οδηγεί σε σταδιακή απενεργοποίηση του καταλύτη. Η εναπόθεση άνθρακα ενισχύεται από τη πιθανή παρουσία ανώτερων υδρογονανθράκων στο αρχικό μίγμα C3H8/C4H10, καθιστώντας επιτακτική την ανάγκη ανάπτυξης ενεργών και σταθερών καταλυτών ικανών να μετατρέπουν εκλεκτικά το LPG σε Η2, παρεμποδίζοντας την εναπόθεση άνθρακα. Το προτεινόμενο έργο σχετίζεται με την ανάπτυξη και κατασκευή ενός ενεργειακά αποδοτικού και φιλικού προς το περιβάλλον συστήματος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Το σύστημα θα μετατρέπει το καύσιμο τροφοδοσίας (LPG) σε Η2 μέσω της διεργασίας αναμόρφωσης με ατμό, και εν συνεχεία το Η2 θα μετατρέπεται σε ενέργεια μέσω κυψελίδας καυσίμου τύπου ΡΕΜ. Βασικό τμήμα του έργου θα αποτελέσει η σύνθεση, ο χαρακτηρισμός και η βελτιστοποίηση καταλυτικών υλικών, καθώς και η αξιολόγησή τους για την αντίδραση αναμόρφωσης του LPG με ατμό. Οι καταλύτες θα χαρακτηρίζονται από υψηλή ενεργότητα και εκλεκτικότητα προς Η2, μεγάλη σταθερότητα στο χρόνο και ανθεκτικότητα στην εναπόθεση άνθρακα. Θα πραγματοποιηθεί λεπτομερής μελέτη για τον προσδιορισμό των φυσικοχημικών ιδιοτήτων των υλικών, καθώς και των λειτουργικών παραμέτρων που καθορίζουν την καταλυτική ενεργότητα και εκλεκτικότητα. Ο μηχανισμός της αντίδρασης θα μελετηθεί ώστε να προσδιορισθεί η φύση των ενεργών θέσεων και των ενδιαμέσων ειδών που σχηματίζονται υπό συνθήκες αντίδρασης. Έμφαση θα δοθεί στη διερεύνηση του μηχανισμού εναπόθεσης άνθρακα στη καταλυτική επιφάνεια, ώστε να προσδιοριστούν οι λειτουργικές συνθήκες αντίδρασης και τα επιθυμητά χαρακτηριστικά των καταλυτών που παρεμποδίζουν την απενεργοποίηση τους. Οι βέλτιστοι καταλύτες θα εξεταστούν με χρήση κατάλληλων αντιδραστήρων υπό πραγματικές συνθήκες αντίδρασης. Παράλληλα, θα αναπτυχθεί συστοιχία μεμβράνης ηλεκτροδίων, η οποία θα εφαρμοστεί σε μοναδιαίο κελί υδρογόνου τύπου PEM για την αποδοτική παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από Η2. Η βέλτιστη συστοιχία μεμβράνης ηλεκτροδίων θα προκύψει μέσα από την ανάπτυξη, το χαρακτηρισμό και την αποτίμηση καινοτόμων ηλεκτροκαταλυτών για την οξείδωση του υδρογόνου (άνοδος) και την αναγωγή του οξυγόνου (κάθοδος). Η επίδραση των λειτουργικών παραμέτρων στην ηλεκτροχημική απόδοση και την αντοχή του κελιού θα διερευνηθεί λεπτομερώς, σε συνθήκες που θα προσομοιάζουν τις πραγματικές, και θα προσδιοριστούν οι βέλτιστες συνθήκες λειτουργίας του. Το βέλτιστο καταλυτικό σύστημα αναμόρφωσης που θα προκύψει θα ολοκληρωθεί με αντιδραστήρες ελαχιστοποίησης της συγκέντρωσης του CO (WGS, μεθανοποίησης) για την ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου επεξεργαστή καυσίμου που θα είναι σε θέση να μετατρέπει αποδοτικά το LPG σε ένα πλούσιο σε Η2 αέριο ρεύμα. Το αέριο αυτό ρεύμα θα τροφοδοτηθεί στο κελί καυσίμου τύπου PEM, που θα αναπτυχθεί, για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με υψηλή |
| Περατωθέν | 0 |
| ΕΠΕΑΕΚ | 0 |
| Τελική Εκθεση | 1 |
| Αρ.Συνεδρίασης | 12/18 |
| Ημερ/νία Ενταξης | |
| Κωδ.Ενταξης | |
| Ετος Περάτωσης | 2023 |
| Είδος Έργου | ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΟ |
| Επιχ.Πρόγρ. | ΑΝΤΑΓΩΝΙΣΤΙΚΟΤΗΤΑ, ΕΠΙΧΕΙΡΗΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΚΑΙΝΟΤΟΜΙΑ |
| Ταμείο | ΕΤΠΑ |
| Τύπος Έρευνας | ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ |
| Προέλευση | ΕΣΠΑ (2014-2020) |
| Φορείς | ΓΕΝΙΚΗ ΓΡΑΜΜΑΤΕΙΑ ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ |