В Каталонии запустили пилотную линию по 3D-печати керамических элементов для водородной энергетики. Институт исследований энергетики Каталонии (IREC) открыл производственный объект Merce Lab, который использует аддитивные технологии для создания твердооксидных элементов (SOC). Это первые в мире мощности, способные изготавливать такие керамические «двигатели» для топливных элементов и электролизёров методом 3D-печати. По мнению разработчиков, этот подход может кардинально изменить производство технологий для получения чистого водорода.
Новый подход к созданию водородных технологий
Пилотная линия Merce Lab использует 3D-печать для производства SOC. Эти керамические компоненты являются сердцем высокоэффективных топливных элементов и электролизёров — устройств, которые преобразуют электричество в водород и обратно. Традиционное изготовление SOC — это длительный многоэтапный процесс, включающий прессование, спекание, нанесение покрытий и ручную сборку слоёв. 3D-печать позволяет создавать более лёгкие, компактные и мощные элементы за меньшее время и с меньшими затратами. Это удешевляет водородные системы, упрощает их масштабирование и делает их более привлекательными для использования в чистой энергетике, транспорте и системах хранения энергии. По сути, это более быстрый и технологичный способ производства ключевых компонентов для возобновляемого водорода.
Очень немногие организации в мире обладают такими компетенциями. Теперь Каталония в их числе.
Лаборатория Merce Lab. Изображение предоставлено Институтом исследований энергетики Каталонии.
Твердооксидная технология уже известна своей высокой эффективностью. Однако, когда эти керамические детали изготавливаются методом 3D-печати, а не традиционным способом, инженеры могут создавать ранее недоступные формы и внутренние структуры. Это ведёт к повышению эффективности производства водорода, созданию более мощных топливных элементов, а также к разработке более лёгких и компактных систем для автомобилей, грузовиков, судов или даже самолётов. Поскольку Merce Lab является предпромышленной пилотной линией, это не просто исследовательский эксперимент, а процесс, готовый к масштабированию для реального производства.
Европейский проект
Создание Merce Lab было профинансировано в рамках европейской программы IPCEI (Важный проект общеевропейского интереса) при поддержке компании по водородным технологиям H2B2 и крупных европейских инновационных фондов. Уже сейчас объект сотрудничает с промышленными партнёрами, включая французскую компанию 3Dceram, специализирующуюся на передовой 3D-печати керамики, эксперта по тонкоплёночным покрытиям Nano4Energy, а также испанские компании AMES, Viver Clean Tech и AESA.
Более того, Merce Lab приближает технологию к коммерческому использованию. IREC уже начал производство готовых устройств и планирует создать спин-офф компанию Oxhyd Energy для коммерциализации твердооксидных топливных элементов.
Взгляд в будущее
Производственные мощности Каталонии теперь позволяют ежегодно выпускать достаточно SOC-устройств для генерации примерно 2 мегаватт мощности. Целевая стоимость производства, составляющая около 800 евро за кВт, может помочь снизить стоимость возобновляемого водорода ниже 4 евро за килограмм, что станет важной вехой для отрасли. Сегодня «зелёный» водород в Европе в благоприятных условиях может стоить от 3,5 до 6 евро за кг, однако в 2024 году некоторые оценки достигали 16 евро за кг. В США производство обычно обходится в 5–10 долларов за кг, а самым низкозатратным регионом считается Ближний Восток, где цена часто оценивается в 3–5 евро за кг.
Ещё более важно то, что используемые материалы не содержат кобальта, никеля, редкоземельных элементов и других критически важных материалов. Это открывает Европе более простой путь к обеспеченному и устойчивому производству водорода.
Если первые результаты окажутся успешными, Merce Lab может стать образцом для проектирования, производства и масштабирования будущих водородных технологий.
