Keemikute arendustöö kõrgtemperatuurses elektrolüüsis aitab muuta suurtööstust kestlikumaks 

Kõrgtemperatuurne elektrolüüs on meetod, milles saab elektri ja soojuse toel toota vesinikku ning energia- ja keemiatööstuse jaoks väärtuslikke keemilisi ühendeid. Samuti on see võimalus energia salvestamiseks ja kasutamiseks siis, kui päikese- ja tuuleenergia tootmine on ebastabiilne.
Priit Möller
Füüsikalise ja elektrokeemia teadur Priit Möller. Autor Ivo Rull

Tartu Ülikooli füüsikalise ja elektrokeemia teadur Priit Möller tutvustas Narva kolledžis toimunud koostööseminaril ülikooli teadustööd täiskeraamiliste elektroodide arendamisel, mis aitab muuta kõrgtemperatuursed elektrolüüserid töökindlamaks ja vastupidavamaks. Sellise tehnoloogia arendamine on tähtis samm taastuvenergiapõhisele energiasüsteemile üleminekul ja nii Ida-Virumaa kui ka kogu Eesti tööstuse kliimamõju vähendamisel.

Kõrgtemperatuurse elektrolüüsi eelised 

Möller tõi ettekandes esile mitu olulist eelist, mille kõrgemal temperatuuril töötamine elektrolüüsile annab: 

  • Lisa soojusenergia arvelt saab tõsta tööprotsessi efektiivsust. See on hea võimalus ära kasutada tööstuse jääksoojust. 
  • Lisaks vesinikule saab toota ka näiteks vingugaasi ja sünteesgaasi, mis on keemiatööstuses olulised lähteained. 
  • Kõrgtemperatuurse elektrolüüseri saab panna tööle ka teistpidi ehk kütuseelemendina, mis muudab kütuse elektrienergiaks. 

Hübriidsüsteem võimaldab ära kasutada tööstuse jääksoojust  

Kõrgtemperatuursed elektrolüüserid sobivad eriti hästi nn hübriidsüsteemidesse, kus need liidetakse olemasolevate soojust eraldavate tööstusprotsessidega. Mölleri sõnul ongi sellisel lahendusel praegu kõige reaalsemad väljavaated energiamahukas tööstuses, näiteks metaani, etanooli või ammoniaagi tootmises. Hübriidsüsteem võimaldab maksimaalselt ära kasutada tööstuse jääksoojust ja suurendada elektrolüüsi efektiivsust. 

Tartu Ülikooli teadustöö ja koostöövõimalused ettevõtjatega

kõrgtemperatuurse eletrolüüseri liitraku demoversioon
H2Electroga koostöös valminud kõrgtemperatuurse eletrolüüseri liitraku demoversioon, mis sobib vesiniku tootmiseks. Autor Gunnar Nurk

Tartu Ülikooli teadlased uurivad ja disainivad uusi, täiskeraamilisi elektroodmaterjale, nt strontsiumtitanaati ja lantaankromaati, mis taluvad hästi kõrgeid temperatuure ja niiskeid tingimusi. Enamikes kõrgtemperatuursetes kütuseelementides kasutatakse nikkelkomposiitelektroode, kuid kui ruumis on vee kontsentratsioon oluliselt suurem kui vesiniku oma, hakkab nikkel oksüdeeruma ja need elektroodid ajapikku pragunevad,“ selgitas teadur. Uute kompleksoksiidide parem elektri- ja ioonjuhtivus ning mehaaniline sobivus muudavad elektrolüüserid töökindlamaks ja vastupidavamaks.  

Materjaliteaduse ja keemiatehnoloogia tipptasemel teadmised võimaldavad teadlastel pakkuda ettevõtetele tuge nii arendustöös kui ka testimises. Näiteks võimaldab meie teadlaste välja töötatud täiskeraamiline elektroodmaterjal Eesti ettevõttel H2Electro arendada uudset kõrgtemperatuurset elektrolüüsitehnoloogiat vesiniku tootmiseks. „Koostöös on meil ka valminud demo-elektrolüüserpatarei, milles kasutatakse suuri, sellises mõõtmes elektroode, nagu need päriselt olema hakkavad,“ rääkis Möller. 

 

Järelvaata Priit Mölleri ettekannet „Kõrgtemperatuurse elektrolüüsi võimalused ja arendustöö Tartu Ülikoolis“.

 


14. mail Tartu Ülikooli Narva kolledžis toimunud õiglase ülemineku teaduskonsortsiumi koostööseminari „Teadlastelt ettevõtetele – aktuaalsed arengud Ida-Virumaa energeetikas“ räägiti energeetikast nii taastuvenergia, elektrivarustuse kui ka tööstuse võtmes. Päeva esimeses pooles kõlanud ettekanded tutvustasid ettevõtjatele taastuvenergial põhineva keemiatööstuse võimalusi, seda, kuidas targalt juhtida energia ja muude sisendite kasutamist ning tehisaru rakendamise võimalusi energeetikas, mis võivad tuua suure läbimurde juhtimisprotsesside rakendustes.

Päeva teises pooles toimunud aruteludel kuulati ettevõtjate tähelepanekuid ja mõtteid neid enim paeluvatel teemadel. Tõdeti, et lisaks taastuvenergia fookusele on kindel soov näha ka uusi rakendusi tööstusjäätmete vähendamiseks ja ümbertöötlemiseks juba olemasolevates tehastes. Kuigi meedia ja lähikondlaste hoiak suurte muutuste tuules Eesti energeetikamaastikul paistab peamiselt tumedates toonides, siis Õiglase Ülemineku Fondi teadusrühmade toodud informatsioon ning hoiakud näivad sellele vastupidised. See toetab kiiret üleminekut kestliku energiatehnoloogia rakendustele, mis võivad luua enim lisandväärtust just Ida-Virumaal.

Tartu Ülikooli ja Tallinna Tehnikaülikooli ühise teaduskonsortsiumi korraldatud seminari kaasrahastati Euroopa Liidu meetmest „Ida-Viru ettevõtluse teadmusmahukuse suurendamise toetus: teadusvõimekuse pakkumise arendamine Ida-Virumaal TA-võrgustiku loomiseks“.

Loe samal teemal

See, milliseks kujuneb Ida-Virumaa majandus paarikümne aasta pärast, pole veel selge. Küll aga on teiste Euroopa siirdepiirkondade näitel teada, et

Tuleviku energiasüsteemis on eri energiakandjate tarneahelad märksa tihedamalt üksteisega läbi põimunud kui praegu. Seejuures mängivad olulist rolli taastuvenergia tootmise ning

Vesinikutehnoloogia arendamine pole pelgalt teaduslik ega tehniline küsimus – see on strateegiline võimalus, mille kaudu Eesti, ja eriti Ida-Virumaa, saab

Kolmapäeval 14. mail toimub Tartu Ülikooli Narva kolledžis tasuta seminar ettevõtetele ja asutustele „Teadlastelt ettevõtetele – aktuaalsed arengud Ida-Virumaa energeetikas“.