Projekt PHASECORE, czyli nowe materiały zmiennofazowe dla wysokotemperaturowych ogniw paliwowych

Projekt „PHASECORE: Wysokowydajne materiały zmiennofazowe do bilansowania ciepła w ogniwie paliwowym MCeFC zwiększające elastyczność pracy i poprawiające efektywność energetyczną urządzenia” został wyróżniony w konkursie OPUS 29 Narodowego Centrum Nauki i otrzymał dofinansowanie w wysokości 3 098 190 zł. Kierownikiem projektu jest dr inż. Olaf Dybiński z Wydziału Mechanicznego Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej.

Celem projektu jest opracowanie nowej klasy materiałów zmiennofazowych (PCM), które będą pełnić funkcję „bufora cieplnego” w wysokotemperaturowych ogniwach paliwowych MCeFC (Molten Carbonate e-Fuel Cell), pracujących w temperaturze około 600–650°C i bazujących na technologii MCFC. Ogniwa tego typu wyróżniają się tym, że zamiast wodoru mogą wykorzystywać paliwa płynne, m.in. e-paliwa takie jak e-metanol oraz biopaliwa, np. bioetanol. Paliwa te są łatwe w magazynowaniu i transporcie oraz charakteryzują się dużą gęstością energii.

PCM magazynują ciepło podczas topnienia i oddają je przy krzepnięciu, stabilizując temperaturę układu. W PHASECORE będą to mieszaniny nieorganicznych soli (np. węglanów i chlorków), których skład zostanie tak dobrany, aby topniały właśnie w zakresie pracy ogniwa. Kluczowe będzie uzyskanie materiałów stabilnych chemicznie i mechanicznie, odpornych na wielokrotne cykle grzania i chłodzenia oraz możliwie tanich.

Nowość projektu polega na tym, że PCM zostaną wbudowane bezpośrednio w konstrukcję stosu MCeFC jako termiczna „osłona”. Dzięki temu nawet przy chwilowym zaniku dopływu paliwa ogniwo nie wychłodzi się szybko, a ponowne uruchomienie będzie łatwiejsze i mniej energochłonne. W efekcie technologia MCeFC – korzystająca z płynnych e-paliw i biopaliw zamiast wodoru – zyska znacznie większą elastyczność pracy, a tym samym wyższy potencjał rynkowy.

PHASECORE to odpowiedź na potrzeby technologii wysokotemperaturowych ogniw paliwowych. Mamy nadzieję, że nasze badania przyczynią się do rozwoju nowej generacji ogniw MCFC, zwiększając ich elastyczność pracy i efektywność energetyczną – podkreśla dr inż. Olaf Dybiński, kierownik projektu.

Projekt będzie realizowany na Politechnice Warszawskiej przez interdyscyplinarny zespół specjalistów zajmujących się elektrochemią, efektywnością energetyczną, ogniwami paliwowymi oraz materiałami PCM wykorzystywanymi w budownictwie i procesach produkcji materiałów energetycznych. W skład zespołu, oprócz kierownika dr inż. Olafa Dybińskiego, wchodzą: dr inż. Tomasz Kułakowski, prof. dr hab. inż. Jarosław Milewski, dr hab. inż. Arkadiusz Szczęśniak, prof. PW, dr hab. inż. Łukasz Szabłowski, prof. PW, mgr Aliaksandr Martsinchyk, mgr Pavel Shuhayeu oraz mgr Karolina Majewska.