Materiale test til P2X elektrolyse anlæg

Udfordring

Hvis energi fra vedvarende kilder skal give en stabil forsyning, skal vind- og solenergi kunne lagres. Det kan gøres gennem power-to-X konvertering f.eks. via elektrolyse, hvor brint produceres fra vand og elektricitet. Green Hydrogen Systems (GHS) producerer og udvikler alkaliske elektrolyse anlæg. Sideløbende med produktionen, arbejdes der på at optimere elektrolyseprocessen, gøre den mere effektiv og konkurrencedygtig, så den kan anvendes i højere grad til lagring af energi. To vigtige parametre i denne udvikling er forhøjet driftstemperatur og lavere materiale omkostninger. Desværre leder den forhøjede temperatur til forøgede materialeomkostninger. Det er ganske få materialer, der er modstandsdygtige over for det barske miljø (stærk base, høj temperatur og tryk, samt slid) i elektrolysesystemet.

Idé til løsning

Til fremstilling af alkaliske elektrolyseanlæg anvendes overflader af enten rustfrit stål eller nikkel – sidstnævnte enten i form af massive nikkelkomponenter eller (rustfast) stål belagt med nikkel. Vigtigheden af nikkelen som korrosionsbeskyttelse afhænger blandt andet af koncentrationen af lud, temperatur og om komponenten er placeret i den anodiske eller katodiske del af ludkredsløbet. Særligt kritisk er rør, tanke, fittings og øvrige komponenter på den varme del af ilt kredsløbet. Den sikreste løsning set fra et designsynspunkt, er at anvende rent nikkel.

Formålet med dette projekt er at undersøge i hvor vid udstrækning en defekt i en nikkelbelægning har en indflydelse på udbredelse af korrosion i stålet som funktion af legeringstype. Eller med andre ord – hvor hurtigt der sker gennemtrængning af lud i forskellige legeringer hvis belægningen ridses, bliver slidt op, har en defekt eller på anden måde skades.

I værste tilfælde kan gennemtrængning af lud føre til drastiske korrosionshastigheder af stålsubstratet og komponenterne mister den mekaniske styrke, med det resultat at varm lud kan sive ud af systemet. Det udgør, ikke alene, økonomiske omkostninger men også en sikkerhedsmæssig risiko. Det ønskes besvaret om en højere legering mindsker risikoen for gennemtrængning af lud over tid. Designlevetiden for anlæggene vil typisk være i området omkring 25 år. Ovenstående undersøges vha. accelererede tests ved forhøjet temperatur. Evt. grubeformation under den beskadigede belægning klarlægges. Målsætningen er, at resultater fra projektet vil muliggøre substituering af materialer der anvendes til fremstilling af elektrolysekomponenter, og dermed i sidste ende, en lavere anlægspris. Derudover øges sikkerhed og mekanisk integritet, gennem anlæggets levetid.

Problemløsere

• Green Hydrogen Systems A/S
• Chem-Tec Plating A/S
• Force Technology
• Energy Cluster Denmark