Cele Projektu

Głównym celem projektu AMMORE jest opracowanie standaryzowanej, modułowej i wielozadaniowej jednostki wytwarzania energii (EGU) klasy kW, opartej na stosie stałotlenkowych ogniw paliwowych (SOFC) pracujących w średnich temperaturach, zasilanej amoniakiem. Kluczowym celem jest ugruntowanie pozycji amoniaku jako zrównoważonego, wydajnego i opłacalnego ekonomicznie paliwa dla systemów opartych na technologii SOFC. Projekt osiągnie to poprzez opracowanie zaawansowanych materiałów, adaptację technik wytwarzania ogniw, optymalizację warunków pracy stosu pod kątem kompatybilności z amoniakiem oraz zaprojektowanie trwałych systemów dla różnorodnych zastosowań, w tym dla transportu dalekobieżnego, hybrydowych układów SOFC z turbiną gazową oraz rozproszonej produkcji energii. Poprzez szeroko zakrojone testy, opracowanie protokołów bezpieczeństwa oraz analizy techniczno-ekonomiczne, AMMORE ma na celu wykazanie wykonalności i skalowalności ogniw SOFC zasilanych amoniakiem jako niskoemisyjnej alternatywy dla tradycyjnych paliw węglowych. Główny cel projektu zostanie zrealizowany poprzez podejście krok po kroku, ukierunkowane na następujące cele szczegółowe:

1. Dostosowanie najnowocześniejszych konstrukcji (SoA) ogniw SOFC z nośną anodą do wykorzystania amoniaku jako zrównoważonego paliwa (DAAS-SOFC, z ang. Direct Ammonia Anode Supported SOFC).
2. Zaprojektowanie i opracowanie dedykowanej elektrody paliwowej o wyższej aktywności katalitycznej i zwiększonej trwałości, ułatwiającej bezpośrednie elektrochemiczne utlenianie NH3, co pozwoli na wyeliminowanie z układu zewnętrznego reaktora do krakingu amoniaku.
3. Badanie trwałości pojedynczych ogniw zasilanych NH3 i określenie stabilnego trybu pracy (modus operandi) dla DAAS-SOFC w celu zminimalizowania wskaźników degradacji.
4. Udoskonalenie istniejącej konstrukcji stosu SOFC opracowanej przez IEN-PIB pod kątem wykorzystania amoniaku oraz demonstracja jego działania na krótkich stosach (5-10 ogniw).
5. Opracowanie modułowej i wielofunkcyjnej jednostki wytwarzania energii (EGU) do wysokosprawnej konwersji amoniaku na energię elektryczną i ciepło. EGU będzie opierać się na stosie DAAS-SOFC klasy 1 kW.
6. Badanie operacyjności EGU, w tym przeprowadzenie długotrwałych testów (ponad 1000 godzin) z użyciem NH3 oraz analiza elastyczności paliwowej (wydajność na H2 oraz mieszankach H2-N2/NH3) dla alternatywnych zastosowań.
7. Dostosowanie projektu do protokołów bezpieczeństwa oraz systemów dostarczania amoniaku w układach SOFC.
8. Przeprowadzenie modelowania i wariantowych analiz techniczno-ekonomicznych dotyczących możliwości zastosowania EGU w różnych sektorach, np. w transporcie i energetyce, w tym analiza hybrydowych układów DAAS-SOFC z turbiną gazową jako jednej z opcji dla wdrożeń przemysłowych.

Cele projektu AMMORE zostały sformułowane w taki sposób, aby obejmowały aspekty techniczne, środowiskowe i ekonomiczne wykorzystania amoniaku jako czystego źródła paliwa. Projekt ściśle wpisuje się w założenia konkursu CETPartnership Joint Call 2024 (Moduł CM2024-05: Hydrogen & renewable fuels), koncentrującego się na rozwoju technologii wodorowych i paliw odnawialnych, poprzez opracowanie skalowalnego, wielozadaniowego układu EGU zasilanego amoniakiem. Zakładane, mierzalne rezultaty – prototypowy system EGU z nowymi rozwiązaniami materiałowymi dla stosu SOFC wraz z analizą techniczno-ekonomiczną – przyczynią się do rozwoju wydajnych i przyjaznych środowisku rozwiązań technicznych, które są niezbędne do osiągnięcia gospodarki neutralnej dla klimatu. Oczekuje się, że poziom gotowości technologicznej (TRL) wzrośnie z poziomu TRL4 na początku projektu do TRL6 po jego zakończeniu. Cele projektu są ambitne, lecz możliwe do zrealizowania dzięki dobrze skonstruowanemu planowi pracy, precyzyjnemu podziałowi zadań oraz skumulowanej wiedzy eksperckiej członków konsorcjum projektowego, którą uzupełniają zróżnicowane umiejętności i doświadczenie.