Zapewnienie ekologiczności energii odnawialnej od źródła do gniazdka
Odejście od paliw kopalnych ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia zrównoważonych dostaw energii. Wymaga to jednak nie tylko wykorzystania odnawialnych źródeł energii, ale także zapewnienia, że jest ona przetwarzana i magazynowana w sposób przyjazny dla środowiska. „Ponieważ wiatr nie zawsze wieje, a słońce nie zawsze świeci, energia odnawialna nie zawsze może być produkowana” — mówi Marijke Jacobs, naukowczyni z Flamandzkiego Instytutu Badań Technologicznych (VITO). „Zamiast tego musimy znaleźć sposoby na konwersję i przechowywanie tej energii, aby móc ją później wykorzystać”. Obecnie najbardziej obiecującym sposobem na osiągnięcie tego celu jest technologia elektrolizy stałotlenkowej (SOEC). Chociaż SOEC jest wydajną metodą przekształcania energii elektrycznej w paliwo wodorowe, urządzenie składa się z ogniw wykonanych z metali ziem rzadkich, takich jak lantan. „Koszt tych pierwiastków w dużej mierze zależy od polityki przemysłowej i gospodarczej krajów produkujących metale ziem rzadkich” — dodaje Jacobs. „Jakikolwiek wzrost kosztów metali ziem rzadkich może zagrozić komercjalizacji technologii opartych na SOEC”. Finansowany ze środków UE projekt NOUVEAU pomaga ograniczyć to ryzyko.
Zrównoważona konwersja energii
Koordynowany przez Instytut VITO projekt NOUVEAU stworzył zrównoważone, opłacalne rozwiązanie do konwersji energii odnawialnej. Sercem tego rozwiązania jest innowacyjne ogniwo stałotlenkowe stworzone jako potencjalna alternatywa dla tradycyjnych ogniw. „Ten innowacyjny materiał elektrodowy, stosowany w połączeniu z zaawansowanymi metodami powlekania, może znacznie zmniejszyć zużycie metali ziem rzadkich w technologiach SOEC” — wyjaśnia Jacobs. Aby lepiej zrozumieć jego potencjał, naukowcy stworzyli kompleksową wirtualną bazę danych modelowania do obliczania i przewidywania właściwości materiałowych elektrod SOEC. Ta baza danych, wraz z doświadczeniami prowadzonymi w ramach projektu, pozwoliła naukowcom zidentyfikować najbardziej obiecujący skład alternatywnych elektrod.
Rozwiązanie cyrkularne
Chociaż głównym celem projektu było zmniejszenie zużycia pierwiastków ziem rzadkich w produkcji ogniw stałotlenkowych, naukowcy dostrzegli również możliwość pójścia o krok dalej. „Aby zaprojektować prawdziwie zrównoważone rozwiązanie, przyjrzeliśmy się również procesom produkcji i wycofania z eksploatacji” — zauważa Jacobs. Biorąc pod uwagę, co dzieje się z ogniwami, gdy nie nadają się już do użytku, badacze opracowali innowacyjne strategie, które miały zapewnić, że takie pierwiastki krytyczne, jak itr, mogą być poddane recyklingowi i ponownie wykorzystane, co zmniejsza potrzebę wydobywania nowych pierwiastków ziem rzadkich. „Projekt NOUVEAU nie tylko oferuje zrównoważoną i opłacalną alternatywę dla istniejących technologii SOEC wykorzystywanych do produkcji wodoru, pomaga również w tworzeniu gospodarki o obiegu zamkniętym“ — podsumowuje Jacobs. Zespół projektowy kontynuuje badania nad technologią SOEC, ze szczególnym naciskiem na integrację zasad „bezpieczny i zrównoważony już na etapie projektowania” w swoich procesach.
Słowa kluczowe
NOUVEAU, zrównoważona, odnawialna energia, materiały ziem rzadkich, energia słoneczna, paliwa kopalne, technologia elektrolizy stałotlenkowej, SOEC, pierwiastki ziem rzadkich, materiał elektrody, wodór, gospodarka o obiegu zamkniętym, bezpieczny i zrównoważony już na etapie projektowania
