Progetto di sviluppo per la nuova generazione di elettrolizzatori PEM Partnership tra Schaeffler, Johnson Matthey, Bekaert e TNO per aumentare l’efficienza della produzione di idrogeno rinnovabile

26/04/2022 | Schweinfurt

• Il consorzio internazionale di Schaeffler, Bekaert, Johnson Matthey e TNO lavora su un progetto di ricerca condiviso nel campo dell'idrogeno
• L’obiettivo è accelerare lo sviluppo della tecnologia a membrana a scambio protonico (PEM), ottimizzando i componenti dello stack di elettrolisi
• Il programma di ricerca durerà tre anni e getterà le basi per una generazione di elettrolizzatori altamente efficiente, durevole e a costo competitivo
  

Schaeffler, fornitore globale leader nei settori automotive e industrial, Johnson Matthey, leader globale nelle tecnologie sostenibili, Bekaert, fornitore leader di strati di trasporto porosi per elettrolizzatori PEM e TNO, istituto di ricerca indipendente riconosciuto nel campo dell'idrogeno, si sono uniti per sviluppare celle i cui componenti siano ottimizzati in modo tale da aumentare significativamente l'efficienza del processo di elettrolisi. Il consorzio combina i punti di forza individuali di ciascuna azienda per guidare lo sviluppo di nuove tecnologie, con lo scopo di aumentare l'efficienza dei componenti richiesti al fine di ridurre i costi di produzione dell'idrogeno. Questo progetto di ricerca comune ha una durata di tre anni.

L'idrogeno rinnovabile giocherà un ruolo importante in tutti gli scenari con l’obiettivo “zero emissioni” ed è fondamentale per i settori di decarbonizzazione in cui è difficile evitare la produzione di emissioni. L’elettrolisi è la tecnologia utilizzata per la produzione di idrogeno verde che utilizza acqua ed elettricità da fonti di energia rinnovabile e rappresenta quindi una tecnologia chiave per la generazione di energia senza emissioni.

Lo scenario di 1,5 gradi dell'Agenzia internazionale per le energie rinnovabili (IRENA) prevede una capacità dell'elettrolizzatore di circa 5.000 gigawatt nel 2050, che fornirebbe abbastanza idrogeno per soddisfare il 12% del fabbisogno energetico mondiale. Per garantire ciò, le innovazioni tecnologiche e la loro rapida introduzione sono di fondamentale importanza.

L'obiettivo del consorzio è quello di far avanzare lo sviluppo della tecnologia PEM ottimizzando i componenti più importanti dello stack di elettrolisi. Sarà di conseguenza possibile sviluppare la prossima generazione di elettrolizzatori PEM, che consentirà un minor consumo di elettricità, produzione di idrogeno economicamente vantaggiosa e una riduzione del consumo di energia. Il team esaminerà anche l'uso più efficiente di elementi rari cruciali e l'uso di componenti con un'efficienza maggiore rispetto agli elettrolizzatori odierni.

Per raggiungere questo obiettivo, i partner lavoreranno ad un programma di ricerca congiunto triennale che getterà le basi per una generazione di elettrolizzatori altamente efficiente, a lunga durata e più conveniente. Il progetto è parte del programma di VoltaChem, programma business-driven di innovazione congiunto, che sostiene l'industria chimica, il settore energetico, nonché i fornitori e i licenziatari verso un futuro climaticamente neutro.

"Siamo molto orgogliosi di poter contribuire alla produzione competitiva di idrogeno rinnovabile e di supportare questo team di forti partner commerciali internazionali con la nostra esperienza e i nostri sviluppi nel campo dell'elettrolisi dell'acqua PEM", afferma Bernd Hetterscheidt, Senior Vice President Strategic Business Hydrogen di Schaeffler. “Consentire e accelerare la transizione energetica è uno degli obiettivi principali della nostra strategia in Schaeffler e parte essenziale della nostra Roadmap 2025, che prevede il rapido avvio di un processo di produzione di stack altamente competitivo e scalabile. Crediamo fermamente che partecipare a progetti così promettenti con partner leader a livello mondiale sia il modo giusto per far avanzare questa tecnologia.”

Questo consorzio internazionale leader tra Schaeffler, Bekaert, Johnson Matthey TNO lavorerà insieme a questa ricerca. Al fine di far avanzare la ricerca più velocemente, il programma è aperto anche ad altri partecipanti.

Dichiarazioni dei Partner:

“TNO è fortemente impegnata nella lotta contro il riscaldamento globale. Dobbiamo accelerare e guidare l'innovazione e l'uso delle nuove tecnologie e questo è possibile con il “Next Gen Electrolysis Shared Research”, creando innovazione insieme all'industria leader a livello internazionale. TNO funge da forza trainante fornendo una conoscenza approfondita della tecnologia dell'elettrolisi e le competenze nell'implementazione di innovazioni come istituto di ricerca indipendente.” Richard Braal – Market director energy transition TNO

“La transizione energetica sta accelerando e i governi si stanno ponendo obiettivi ambiziosi per raggiungere l’obiettivo “zero emissioni”. L'idrogeno verde è una soluzione davvero a emissioni zero di carbonio e qui abbiamo l'opportunità di guidare l'innovazione che renderà l'idrogeno più conveniente e affidabile. La collaborazione prevista da questo consorzio mira ad accelerare non solo nell'area in cui è focalizzato JM, ma anche tutta la tecnologia PEM.” Ralph Calmes - Managing director, Hydrogen Technologies Johnson Matthey

“Bekaert continuerà a sviluppare soluzioni ecologiche e sostenibili per i nostri clienti, concentrandosi su componenti con prestazioni migliorate per le esigenze di elettrolisi del futuro. Lavorando in stretto coordinamento con i nostri partner per l'innovazione sul progetto Supercell, ci impegniamo a innovare e aumentare la nostra impronta sostenibile di produzione alla capacità GW.” Inge Schildermans - VP Bekaert Fiber Technologies

"Insieme alla nostra comunità aziendale, miriamo ad accelerare l'innovazione e l'implementazione di Power-2-X per ridurre l'impronta di carbonio della produzione chimica. Siamo contenti di vedere i membri di VoltaChem fare il passo successivo nel loro ambizioso impegno comune verso il raggiungimento di un risultato tecnico senza precedenti nella produzione di idrogeno verde, garantendosi una posizione leader nel mercato della sostenibilità. Riteniamo che questo sia solo l'inizio dello sviluppo di una nuova generazione di industria di processo sostenibile tecnologicamente avanzata.” Martijn de Graaff – Program director VoltaChem

Approfondimenti per gli editori:

Gruppo Schaeffler

In qualità di fornitore leader mondiale nei settori Automotive e Industrial, il Gruppo Schaeffler sviluppa da oltre 75 anni invenzioni e innovazioni nel campo del movimento e della mobilità. Con tecnologie, prodotti e servizi innovativi nel campo della mobilità elettrica, delle trasmissioni a bassa emissione di CO₂, dell'Industria 4.0, della digitalizzazione e delle energie rinnovabili, l'azienda è un partner affidabile per rendere il movimento e la mobilità più efficienti, intelligenti e sostenibili. L’idrogeno è un obiettivo fondamentale per la futura strategia del Gruppo Schaeffler, con attività per la produzione di idrogeno (elettrolisi), celle a combustibile e uso interno di idrogeno verde.

All'inizio del 2021 è stata costituita nella Divisione Industrial di Schaeffler un’area strategica di business incentrata sull'elettrolisi. Sebbene questa area di attività sia ancora relativamente nuova in Schaeffler, il team ha già raggiunto importanti risultati, come il progetto pilota completato con successo per la produzione di idrogeno verde dall'acqua di mare nei parchi eolici offshore. Schaeffler è anche coinvolta nel progetto pilota per l’idrogeno H2Giga del Ministero Federale tedesco dell’Educazione e della Ricerca, in qualità di capo del consorzio per il sotto progetto "Stack Scale Up - Industrialization PEM Electrolysis". L'azienda si sta attualmente concentrando sullo sviluppo e sulla produzione di piastre bipolari e assemblaggi per celle a combustibile PEM e stack di elettrolisi PEM.

Bekaert

Bekaert (Belgio) – Strati di trasporto porosi ad alta efficienza elettrochimica. Bekaert è leader nelle soluzioni sostenibili nel mercato dell'idrogeno grazie a prodotti innovativi come strati di trasporto in titanio poroso ad alta efficienza elettrochimica, elevata porosità e basse perdite ohmiche. Bekaert è attiva nel campo dell'elettrolisi PEM da più di vent'anni. I prodotti Bekaert sono sviluppati con i principali OEM di elettrolizzatori PEM. Con una presenza mondiale, Bekaert è il principale fornitore di PTL per elettrolizzatori PEM.

Johnson Matthey

Johnson Matthey (JM) è leader mondiale nelle tecnologie sostenibili nel cuore dell'economia dell'idrogeno. JM si concentrerà sullo sviluppo e sulla produzione delle membrane rivestite con catalizzatore, al centro del processo di elettrolisi. Questa attività sfrutterà la vasta esperienza di JM nella scienza dei metalli del gruppo del platino e nella produzione di celle a combustibile per guidare le prestazioni e le significative riduzioni dei costi necessarie per l'implementazione su larga scala dell'idrogeno rinnovabile

TNO

TNO è un istituto indipendente leader per la ricerca applicata nel campo dell'idrogeno e del Power-2-X, e di tecnologie di produzione scalabili di questi sistemi. Più di 15 dipartimenti di ricerca distribuiti stanno lavorano insieme su innovazioni lungo l'intera catena del valore dell'idrogeno, dalla produzione alle infrastrutture e allo stoccaggio fino alle applicazioni finali. Dallo sviluppo di nuovi materiali nel nostro Faraday lab, sviluppo di dispositivi utilizzando questi materiali in combinazione con tecnologie di produzione scalabili presso il TNO Holst Centre, fino a lavoro su studi di prefattibilità e ingegneria di sistemi completi per un'implementazione su larga scala.

Nel programma di innovazione congiunta VoltaChem ci dedichiamo a lavorare sulle tecnologie Power2X di prossima generazione. Con un ruolo importante nell'ecosistema dell'idrogeno, TNO sta collaborando con i principali utenti finali industriali, aziende di energia e infrastrutture, aziende di materiali e apparecchiature di processo, sviluppatori di componenti e stack e integratori di sistemi.