A címben szereplő betűszó a „power-to-gas” – villamos energiából gáz – technológiára utal. Az így előállított hidrogén a jövőben döntő szerepet fog játszani a fölös szél- és napenergia tárolásában. Az anyagátalakítók, az úgynevezett elektrolizálók protoncserélő (PEM) membránjaikkal kiválóan alkalmasak arra, hogy a vízből kinyerjék a hidrogént. A Mainz-i energiaparkban már a tavalyi év júniusa óta működik Európa legnagyobb ilyen berendezése – írja a topagrar.com.

A városi közművek itt 3 darab 2 Megawatt, összesen 6 Megawatt teljesítményű PEM elektrolizálót üzemeltet. A kinyert hidrogént a gázhálózatba táplálják – ez a tárolás legegyszerűbb módja. Alig indult be az üzemszerű hidrogéngyártás, máris komoly kihívójuk akadt. Dánia bejelentette, hogy 2017-ig Hobro-ban 15 millió Euro beruházással megépíti Európa legmodernebb és a fentinél sokkal nagyobb, PEM-elektrolízissel működő hidrogéntermelő létesítményét. Itt nagy nyomással összesűrített „szélhidrogént” (nem elírás, csupán a „Windwasserstoff” szolgai fordítása!) állítanak majd elő, amelyet járművekben vagy ipari célokra hasznosítanak. Az ehhez szükséges energiát a szakaszos üzemű szélerőművek mellett biogáztelepek is szolgáltatják. A „HyBalance“ elnevezésű projekt Dániában igazi otthonra talál: ők 2020-ig teljes energiaigényük legalább 50%-át szélerőművekből kívánják fedezni, 2050-ben pedig már teljesen függetlenné szeretnének válni a fosszilis energiahordozóktól.

PEM rendszer

A PEM elektrolizáló nagy hatásfokkal üzemel és a kinyert hidrogén tárolása sem okoz gondot – fotó: Neumann

A megújuló energiákkal előállított áramnál a tárolás okozza a legnagyobb gondot. A terheléscsúcsok áthidalása –például fosszilis üzemanyagú, gyorsan indítható erőművekkel – illetve az akkumulátoros, vagy víz átszivattyúzásával megoldott energiatárolás már most korlátokba ütközik. A hidrogénnel ilyen gond nincs. A közúti járművek mellett felhasználóként már megjelentek az első hidrogénnel működő traktorok, de állandóan rendelkezésre áll a gázközművek korlátlan fogadókészsége és tárolóképessége is.

A PEM elektrolizálók hatásfoka minden eddiginél jobb

Ezek az elektrolizálók két elektródából állnak, amelyeket egy úgynevezett protoncserélő membrán választ el egymástól. Az elektródák nagy tisztaságú vízzel vannak körülvéve. Ha feszültség alá helyezzük a nemesfémmel bevont elektródákat, az anód katalizátorként működik és szétválasztja a vízmolekulát oxigénatomokra, elektronokra és elektromosan pozitívan töltött hidrogén-ionokra, tehát protonokra. Egyedül a protonok tudnak áthatolni a membránon. Az elektronok, melyek egy külső áramkörből a katódhoz jutottak, itt egyesülnek a protonokkal és hidrogénné alakulnak. A forró és maró kálilúgot használó alkáli-elektrolizálóval ellentétben a kisebb, könnyebb PEM-elektrolizáló „elektrolitja” szilárd polimermembrán. Nagyon gyorsan beindul, és akkor is hatékonyan működik, ha nincs teljesen kihasználva - ezek azok a tulajdonságok, amelyek miatt ajánlatos ilyeneket szélerőművekkel kombinálni. Még sokat fogunk róluk halllani!