MER Jan Van herle
GEM Group of Energy Materials (STI-SCI-JVH)
Electrochemical Engineering
Unsere Mission
Konzeption, Entwurf, Herstellung, Montage, Prüfung, Diagnose, Analyse und Modellierung von Brennstoffzellen und Elektrolyseuren von Watt bis 100 kW, sowohl in Hochtemperatur-Keramik- (750°C) als auch in Raumtemperatur-Polymertechnologie (20-70°C), sowohl für natürliche als auch für erneuerbare Brennstoffe.
Forschungsthemen | |
|---|---|
| 1 | Verständnis der langfristigen Haltbarkeit von Brennstoffzellen und Elektrolyseuren, Trennung und Quantifizierung der verschiedenen Prozesse der Leistungsverschlechterung mit der Zeit. |
| 2 | Entwurf, Herstellung und Bau von Brennstoffzellen-/Elektrolyseur-Komponenten und spezieller Testausrüstung, insbesondere für In-situ-Messungen. |
| 3 | Multi-Physik-Modellierung in mehreren Maßstäben, von mikrometrischen Grenzflächen bis hin zu kompletten Systemen, zur Unterstützung des Entwurfs (Achse 2) und des Leistungsverständnisses (Achse 1). |
Unsere Schlüsselprojekte
Reversibel-CH4
Wir entwickeln eine vollständige Pilotanlage zur Demonstration der realen saisonalen Speicherung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen in Form von Methan, das in das Gasnetz eingespeist wird, unter Verwendung eines reversiblen Brennstoffzellen-/Elektrolyseursystems (10/30 kW) mit vernachlässigbaren Emissionen. Der Vollbetrieb wird für 2027 erwartet.
SolydEra (VD), HES-SO-Sion Despraz (VD) SP-Gruppen (VS VD GE), Oiken (VS), Gaznat (VD)
AMY
Ein neuartiger alkalischer Membran-Wasserelektrolyseur, der frei von kritischen Materialien ist und eine hohe Leistungsdichte (1 A/cm2, 5 kW/L) aufweist, wird in unserem Labor entwickelt und validiert.
Kanton VS GEM Inbetriebnahme
GREENHUB
Es werden spezielle Geräte entwickelt, um die Impedanz von Elektrolyseuren bei hohen Strömen (300 A) und Leistungen (20 kW) zu messen, um saubere Signale zu erhalten, die eine detaillierte Datenanalyse ermöglichen, und um die Ergebnisse mit Impedanzmessungen in kleinerem Maßstab im Labor zu verbinden.
Innosuisse-Flaggschiff SolydEra (VD)
Highlights | |
|---|---|
| 1 | Unsere folgenden Ergebnisse wurden zum ersten Mal in der wissenschaftlichen Literatur veröffentlicht: – eine bahnbrechende Studie zum Vergleich von vier Elektrolyse-Technologien, die in der renommierten Zeitschrift Joule veröffentlicht wurde und schnell hoch zitiert wurde; – ein 3D-Modell einer Membran-Elektroden-Einheit eines alkalischen Elektrolyseurs; – die Messung eines reversiblen Brennstoffzellen-Elektrolyseur-Stapels mit räumlicher und zeitlicher Auflösung während eines mehrmonatigen Betriebs. |
| 2 | Das EU-Projekt SWITCH, an dem die EPFL beteiligt war, erhielt einen Preis der Internationalen Energieagentur (https://www.ieahydrogen.org/hydrogen-tcp-awards/ |
| 3 | 4 neue EU-Projekte wurden bewilligt, 3 davon in Zusammenarbeit mit HESSO. Alle Projekte erreichten eine Punktzahl von 14/15 und höher. Die Gesamterfolgsquote betrug 12%. Damit bleibt das GEM die Nummer 1 unter den Labors der EPFL bei den EU-Zuschüssen. |
| 4 | 2 Patente angemeldet, 1 Start-up in Gründung |
| 5 | Aufnahme einer neuen Tätigkeit im Bereich der Biokatalyse zur Umwandlung von flüssigen Abwässern in Kraftstoffe unter Verwendung von auf Elektroden gezüchteten bakteriellen Katalysatoren. 16 im Jahr 2024 veröffentlichte Zeitschriftenartikel. |
Team & talents
20 Mitglieder + 10 Masterstudenten + 3 Gast-Doktoranden Das GEM-Labor besteht zu 1/3 aus Doktoranden, 1/3 aus Wissenschaftlern und 1/3 aus Ingenieuren
Sich die Hände schmutzig machen beim Bau und Testen von Geräten und spezifischer Charakterisierungsausrüstung. Das Gehirn überhitzen, um Software, die zugrunde liegende Mathematik und Programmiercode zu lernen.
Die Mitglieder des GEM-Teams lernen, selbst Verantwortung zu übernehmen, im Team zu arbeiten, Finanzmittel zu beschaffen, Netzwerke zu knüpfen, mit anderen akademischen und industriellen Einrichtungen zusammenzuarbeiten und die Notwendigkeit eines rechtlichen Rahmens zu erkennen.
Regionale und gesellschaftliche Auswirkungen | |
|---|---|
| 1 | Die Speicherung überschüssiger Elektrizität in Brennstoffen für eine spätere saubere und effiziente Wiederverwendung trägt dazu bei, dass wir im Winter weniger von Stromimporten abhängig sind, was bei einem Ausstieg aus der Kernenergie noch wichtiger werden wird. |
| 2 | Unsere Pilotinstallation zur saisonalen Speicherung wird eine einzigartige Hardware-Demonstration sein, bei der keine Komponente simuliert wird. |
| 3 | Unser Labor bildet Ingenieure für die Technologien von morgen aus, die die Energiewende definieren und gestalten. Erschwingliche verfügbare (saubere und effiziente) Energie ist das Rückgrat einer produktiven Industrie und einer stabilen, solidarischen Gesellschaft. |
| 4 | Wir führen pro Jahr 15-20 neue Masterstudenten über direkte Projektarbeit in unsere Aktivitäten ein. |
Perspektiven und Herausforderungen
Die wichtigsten Möglichkeiten
-Demonstration der Durchführbarkeit einer vollständigen saisonalen Speicherung mit reversiblem Power-to-Gas-to-Power und dem Gasnetz -10/30-kW-Installation in Energypolis und 50/150-kW-Installation in Aigle mit Gaznat und SolydEra -Entwicklung einer kompakten alkalischen Wasserelektrolyse -Eigene Herstellung von Komponenten -Entwicklung von Biogas als einheimische Ressource (es hat das >5-fache Potenzial der derzeitigen Nutzung)
Wichtigste Herausforderungen
-Finanzierungskürzungen und harter Finanzierungswettbewerb – Mangel an Test- und Fertigungsinfrastrukturen – Herstellung von Flüssigbrennstoffen aus Strom und Kohlenstoffquellen – Europas schädliche Selbstisolierung bei der Energiewende.
Zukünftige Partnerschaften
-Stärkung der Partnerschaft zwischen Gaznat und SolydEra -Partnerschaften mit anderen Brennstoffzellen-/Elektrolyseurunternehmen -Abstimmung mit der Gasindustrie für CH4 als Vektor
