A HIDROGN TROLS MAGYARORSZGI HELYZETE SZERZ DR KULCSR

A HIDROGÉN TÁROLÁS MAGYARORSZÁGI HELYZETE SZERZŐ DR KULCSÁR SÁNDOR.

Az energiatermelés problémája a tárolás. A hidrogén alkalmazásánál két feladatot kell megoldani: 1. ) a H 2 előállítása, 2. ) a H 2 tárolása. -1 -

A H 2 előállítása: a. ) olaj, ill. gáz bontása CH 4 → C + 2 H 2 (pl. metánból) b. ) szén vizes bontásával C + 2 H 2 O → CO 2 + 2 H 2 c. ) vízelektrolízis 2 H 2 O → O 2 + 2 H 2 -2 -

A H 2 tárolása: 1. ) H 2 komprimálása és palackos tárolása 2. ) folyékony állapotban történő H 2 tárolása 3. ) H 2 tárolása szilárd anyagban elnyeletve -3 -

A hidrogéntermelő, - tároló egység /HTTE/ • egy (vagy több) gázelektródból és • egy (vagy több) hidrogéntároló elektródból áll. → 1. ábra -4 -

1. ábra Hidrogéncella 2 H 2 O ↓ 2 H 2 + O 2 -5 -

Magyarországi hidrogén K+F el foglakozó cégek és intézmények • • • Hidrogén klaszter. Kontakt Elekró kft. Matáv (átjátszó állomások). Accusealed kft(konzorcium). Tüzelőanyag gépkocsi csoport

2. ábra HTTE alapegység -6 -

3. ábra HTTE – telep (1 k. Wh) - 7 -

Paraméterei: súly: 1, 4 kg térfogat: 0, 9 l gázmennyiség: 70 - 120 l (24°C/1 atm. ) energiasűrűség: 130 -180 Wh/kg élettartam: 200 -800 ciklus. -8 -

Hidrogéntermelő berendezések A létező berendezések adatait mutatja az 1. táblázat: -9 -

1. táblázat Hidrogéntermelő berendezések összehasonlítása Villamos energia Alapanyag + (k. Wh/m³ H 2) Földgáz (m³ / m³ H₂) energia (Ft/m³) Összes költség (Ft/m³ H 2 ) Földgáz - vízgőz reformáció 0, 046 0, 455 45 55 Metanol vízgőz 0, 05 0, 83 78 88 4, 5 - - 110 4, 7 - - 125 - - - 120 4, 25 - - 105 Berendezés Elektrolízis Messerberendezés Elektrolízis SPE-berendezés Biomassza alapú berendezés AXI HTTE elektrolizálás

Hidrogéntároló eljárások Az ismert H 2 -tároló eljárások néhány tulajdonságát mutatja a 2. táblázat: - 11 -

2. táblázat Tartály súly Hasznos szerinti hidrogén Többletenergia Robbanásveszély energiasűrűség tömegaránya igény (Wh/kg) (%) Tárolás módja Folyékony H 2 -253°C-on) Komprimált gáz - 700 atm. ( 500 6 25 -30% ++ 360 4 20 -25% + 170 2 15 -20% + Metálhidrid 250 2, 5 - + Nanopórusos aktív szén 180 1, 5 - ? HTTE 180 1, 8 2% nincs - 300 atm.

Az alkalmazott villamosenergia-tárolókat mutatja be a 3. táblázat: - 13 -

3. táblázat Néhány villamosenergia-tároló összehasonlítása Típus Fajlagos Hatásfok energia(%) sűrűség (Wh/kg) Fajlagos Átalakítási Energiasűrűség energiaÁr Élettartam hatásfok motorral sűrűség (€cent/Wh) (ciklus) (motorral) (Wh/kg) (Wh/l) Ni-MH 65 42 135 40/60 100 -800 80% 33, 6 Ni-Cd 65 35 135 35/60 100 -800 80% 28 Ni-Zn 65 55 170 30/50 100 -500 80% 44 Pb 75 35 160 10/30 100 -800 80% 28 Li 65 85 250 60 -120 300 -1000 80% 68 95 180 280 10 -20 200 -800 35% 63 95 180 280 10 -20 200 -800 55% 99 HTTE (benzinmotor) HTTE (tüzelőanyag elemmel)

A rendszer főbb előnyei: biztonságos • viszonylag olcsó • nem tartalmaz mérgező anyagot • reciklálható • tisztán zöld energiát is alkalmazhat • magas energiasűrűségű • hosszú élettartamú • H 2 -tárolásra és -termelésre is alkalmas • - 15 -

Hátrányai: - új és még nem elterjedt - szüksége van továbbfejlesztésre - 16 -

Felhasználása: • gépkocsi- és motorkerékpár-ipar • szélkerék- és napelem-rendszerek áthidaló energiaellátása • házi tartalékenergia tárolása • házi felhasználás (pl. hegesztő. . stb. )-17 -

Tápegységek fejlesztése a HTTE egységhez Két különböző tápegység kifejlesztésére volt szükség: • tápegység a kísérletek és az élettartam vizsgálat céljára • tápegység járműhajtási célra - 18 -

A hidrogéncella vizsgálatához készítettünk • 3 db tápegységet az élettartam-vizsgálatokhoz • 1 db-ot a napelemes táplálás vizsgálatához - 19 -

4. ábra Mérőpad HTTE vizsgálatokhoz

5. ábra Napelemes táplálású egység

Tápegység járműhajtási célra Hálózat Átalakító Napelem Akkumulátor HTTE - 22 -

A demonstrációs jármű paraméterei • HTTE térfogata 100 l • tömege 100 kg • tárolt hidrogén ≈ 3 - 6 l benzin • H 2 - termelés ≈ 3 - 4 óra • H 2 - gáz tisztasága ≈ ipari gáz tisztasága - 23 -

6. ábra Tervezett gépkocsi méretei - 24 -

7. ábra 1 m 3 H 2–tároló HTTE hordozható modelljének képe A H 2 energiája ~ 2, 3 KWh. Súlya 21 kg.

A kutatás - fejlesztési munkát az OM GOP és NKTH támogatásával a Jedlik Ányos pályázat keretein belül végeztük és folytatjuk. - 26 -

Köszönjük a figyelmet!