Toyota ha annunciato nelle scorse ore una collaborazione con il National Renewable Energy Laboratory (NREL) del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DOE) per costruire, installare e valutare un sistema di generazione di energia a celle a combustibile con membrana a scambio protonico (PEM) da 1 MW presso Flatirons Campus di NREL ad Arvada, in Colorado.
Questa collaborazione triennale da 6,5 milioni di dollari è in parte finanziata dall’Hydrogen and Fuel Cell Technologies Office (HFTO) di DOE presso l’Office of Energy Efficiency and Renewable Energy e supporta la visione H2@Scale del DOE per l’uso di idrogeno pulito in molteplici applicazioni e settori economici.
Toyota: nuova collaborazione con NREL per i sistemi di celle a combustibile
Il sistema di celle a combustibile da 1 MW integra più moduli di celle a combustibile Toyota in un sistema più ampio per fornire una potenza stazionaria reattiva. Attraverso una precedente collaborazione, NREL ha dimostrato l’uso di un sistema di celle a combustibile per veicoli per fornire energia priva di emissioni di carbonio a un data center. Questo nuovo sistema è su una scala significativamente più ampia, genera circa 15 volte più potenza ed è in grado di erogare corrente continua e alternata.
La casa automobilistica giapponese ha sfruttato i suoi oltre 25 anni di esperienza nello sviluppo di celle a combustibile progettando il sistema da 1 MW, ampliando le competenze del mercato dei veicoli elettrici a celle a combustibile per impieghi leggeri.
L’azienda fornisce i moduli di celle a combustibile e sta lavorando con Telios per la progettazione, il bilanciamento dell’impianto e la costruzione del sistema per la consegna a NREL. Toyota ha inoltre sviluppato un sistema di controllo integrato per gestire il funzionamento dei moduli delle celle a combustibile per massimizzare l’efficienza e la durata del sistema. Quest’ultimo dimostra un design semplificato in sostituzione di un generatore convenzionale.
Christopher Yang, vicepresidente di Business Development, Fuel Cell Soluzioni di Toyota, ha detto che il raggiungimento della neutralità carbonica richiede di esplorare nuove applicazioni della tecnologia a emissioni zero, incluso il modo in cui tale tecnologia si integrerà con altri sistemi, che il progetto con NREL identificherà.
L’applicazione dei moduli in implementazioni di questa portata mostra la scalabilità della tecnologia delle celle a combustibile di Toyota, sia che si tratti di un singolo modulo di celle a combustibile per un’auto o di più sistemi combinati per alimentare apparecchiature pesanti.
I ricercatori NREL spingeranno i confini operativi della progettazione del sistema di celle a combustibile per identificare i limiti delle prestazioni e il degrado nel tempo, generando preziosi dati del mondo reale per aiutare con lo sviluppo di applicazioni future. La ricerca e lo sviluppo includeranno anche la valutazione delle prestazioni del sistema quando integrato con sistemi di accumulo di energia e generazione di energia rinnovabile, come il fotovoltaico e l’eolico.
Il nuovo sistema fornisce una piattaforma per la produzione diretta di idrogeno rinnovabile
Daniel Leighton, ingegnere ricercatore NREL e ricercatore principale del progetto, ha affermato che il team studierà il ridimensionamento dei sistemi di celle a combustibile PEM per la generazione di energia stazionaria per capire quali sono le sfide in termini di prestazioni, durata e integrazione del sistema. Questo sistema di generazione di celle a combustibile crea anche una nuova capacità di ricerca sulle celle a combustibile su scala megawatt presso NREL.
Il generatore di celle a combustibile fa parte del sistema di idrogeno su scala megawatt Advanced Research on Integrated Energy Systems (ARIES) in fase di progettazione e messa in servizio presso il Flatirons Campus di NREL.
Il sistema flessibile, che include un elettrolizzatore PEM da 1,25 MW, un sistema di stoccaggio di idrogeno da 600 kg e un generatore di celle a combustibile da 1 MW, fornisce una piattaforma per dimostrare la produzione diretta di idrogeno rinnovabile, l’accumulo di energia, la produzione di energia e l’integrazione della rete su scala megawatt.
Il sistema del generatore a celle a combustibile di Toyota sarà installato quest’estate mentre l’intero sistema sarà operativo più avanti nel 2022.