MEAPRO

Development of an advanced MEA production route for PEM electrolyzers

Publieke samenvatting / Public summary

Aanleiding
Grootschalige inzet van duurzame bronnen zoals wind en zon is alleen mogelijk als tijdelijke overschotten opgeslagen kunnen worden of omgezet in andere energiedragers. In Europese scenario’s wordt het omzetten van elektriciteit in waterstofgas via elektrolyse gezien als één van de meest kansrijke mogelijkheid om grote hoeveelheden energie op te slaan.
De investeringskosten voor elektrolyse apparatuur zijn momenteel hoog, mede door de toepassing van kostbare materialen welke benodigd zijn om een voldoende lange levensduur te kunnen garanderen. Tevens is door het ontbreken van voldoende schaalgrootte het kostendrukkend effect van “Economies of Scale” nog niet volop gerealiseerd.


Doelstelling
Het MEAPRO project heeft tot doel om een vergaande kostenreductie van PEM electrolyse apparatuur te bewerkstelligen door de ontwikkeling van geavanceerde productietechnologie voor de vervaardiging van hét belangrijkst halffabricaat: de membraan electrode samenstelling (MEA).
Ongeveer 40% van de totale kosten van een PEM stack komt voor rekening van de MEA. Een reductie in de toepassing van kostbare materialen met behulp van geavanceerde productieprocessen zal derhalve direct impact hebben op de investeringskosten. Daarnaast is de prestatie en het rendement van electrolyser voor een zeer belangrijk deel gerelateerd aan de MEA technologie. Het optimaliseren van het productieproces heeft derhalve invloed op zowel de CAPEX als de OPEX van electrolyse technologie.
In het project zal er pre-pilot R&D MEA productie apparatuur - meer specifiek geavanceerde electrode depositie apparatuur - worden ontwikkeld waarmee de kwaliteit en uniformiteit van de MEA’s kan worden verbeterd en de kosten kunnen worden gereduceerd. Deze pre-pilot apparatuur zal modulair en schaalbaar zijn, zodat in een vervolgproject een pilot productiefaciliteit kan worden opgetuigd waarmee daadwerkelijke schaalgroott

Korte omschrijving
Er zal allereerst een uitgebreide studie worden uitgevoerd naar geavanceerde dunne film depositie technologieën voor de applicatie van electrode structuren. Vervolgens zal er een selectie worden gemaakt van de meest kansrijke technologieën en zullen er explorerende deelproeven worden opgetuigd (in nauwe samenwerking met leveranciers). Op basis van de geselecteerde depositie technologie zal er pre-pilot R&D MEA productieapparatuur worden ontwikkeld. Met deze apparatuur zal de receptuur en productieparameters van de MEA verder worden geoptimaliseerd. Een serie MEA’s zullen vervolgens worden geproduceerd voor validatie in gestandaardiseerde electrolyse teststations.

Resultaat
De belangrijkste beoogde resultaten van het project zijn:
• Analyse van kosteneffectieve electrode depositietechnieken;
• Conceptueel ontwerp pilot MEA fabricagelijn;
• Ontwikkeling geavanceerd electrode depositie proces;
• Validatie van pre-pilot MEA productie proces middels de productie en screening van MEA’s in gestandaardiseerde test infrastructuur;

Onderliggend aan deze concrete resultaten, leidt het project tot:
• Verlaging van kosten voor PEMWE apparatuur door kostenreductie van MEA technologie met behulp van geavanceerde productieprocessen
• Kennis en kunde op het gebied van productieprocessen MEA’s voor PEMWE